Gadoliniumnitraat wordt gebruikt voor het maken van optisch glas en doteringsmiddel voor Gadolinium Yttrium-granaten die microgolftoepassingen hebben, ook toegepast in speciale katalysatoren en fosforen.
Gadoliniumnitraat wordt ook gebruikt voor het maken van groene fosforen voor kleurentelevisiebuizen.
Het wordt gebruikt in veel kwaliteitsborgingstoepassingen, zoals lijnbronnen en kalibratiefantomen.