Le gadolinium sert notamment de matériau électrolytique pour les piles à combustible stationnaires. Il est également utilisé dans les blindages et les barres de contrôle des réacteurs nucléaires, les alliages, les luminophores, les catalyseurs, les réfrigérants magnétiques et la technologie des micro-ondes. Le gadolinium est également connu dans le domaine médical, où il est utilisé pour produire des agents de contraste pour l'IRM. Le gadolinium peut également être ajouté aux aimants permanents en alliage néodyme-fer-bore, utilisés dans des technologies telles que la mobilité électrique et l'énergie éolienne.