Гадолинијум нитрат се користи за прављење оптичког стакла и допанта за гадолинијум итријум гранате који имају микроталасну примену, такође се примењују у специјалним катализаторима и фосфорима.
Гадолинијум нитрат се такође користи за прављење зеленог фосфора за ТВ цеви у боји.
Користи се у многим апликацијама за осигурање квалитета, као што су линијски извори и фантоми за калибрацију.