Нитрат гадолиния используется для изготовления оптического стекла и легирующей добавки для гадолиниево-иттриевых гранатов, которые используются в микроволновой печи, а также применяется в специальных катализаторах и люминофорах.
Нитрат гадолиния также используется для изготовления зеленых люминофоров для цветных телевизоров.
Он используется во многих приложениях обеспечения качества, таких как линейные источники и калибровочные фантомы.