O nitrato de gadolínio é usado para fabricar vidro óptico e dopante para graus de gadolínio Yttrium que possuem aplicações de microondas, também aplicadas em catalisadores e fósforos especiais.
O nitrato de gadolínio também é usado para fabricar fósforos verdes para tubos de TV em cores.
É usado em muitas aplicações de garantia de qualidade, como fontes de linha e fantasmas de calibração.