Azotan gadolinowy służy do wytwarzania szkła optycznego i domieszki do gadolinu gadatów itrujących, które mają zastosowania mikrofalowe, również zastosowane w specjalnym katalizatorze i fosforach.
Azotan gadolinowy jest również stosowany do produkcji zielonych fosforów do kolorowych rur telewizyjnych.
Jest stosowany w wielu aplikacjach zapewniania jakości, takich jak źródła liniowe i fantomy kalibracyjne.
