El gadolinio se utiliza, entre otras cosas, como material electrolítico para pilas de combustible estacionarias. Otras aplicaciones son el blindaje y las barras de control en reactores nucleares, aleaciones, fósforos, catalizadores, refrigerantes magnéticos y tecnología de microondas. El gadolinio también es conocido en medicina, donde se utiliza en la producción de agentes de contraste para resonancia magnética. El gadolinio también puede añadirse a imanes permanentes fabricados con la aleación neodimio-hierro-boro, que se utilizan en tecnologías como la electromovilidad y la energía eólica.