Нітрат гадолінію використовується для виготовлення оптичного скла та допанту для гадоліній-ітрієвих гранатів, які застосовуються в мікрохвильовій печі, а також застосовуються в спеціальному каталізаторі та люмінофорах.
Нітрат гадолінію також використовується для виготовлення зеленого люмінофора для кольорових телевізійних трубок.
Він використовується в багатьох програмах забезпечення якості, таких як лінійні джерела та калібрувальні фантоми.