नियोडिमियम नाइट्रेट का उपयोग रासायनिक क्षेत्र में व्यापक रूप से किया जाता है क्योंकि इसमें अद्वितीय रासायनिक गुण होते हैं और यह उत्प्रेरक या उत्प्रेरक के अग्रदूत के रूप में विभिन्न रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भाग ले सकता है। कार्बनिक संश्लेषण में, यह ओलेफ़िन के पोलीमराइज़ेशन जैसी जटिल प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित कर सकता है, सक्रिय केंद्रों के निर्माण में भाग ले सकता है, और उच्च-आणविक पॉलिमर बनाने के लिए ओलेफ़िन अणुओं को कुशलतापूर्वक पोलीमराइज़ करने में मदद कर सकता है। इन पॉलिमर का व्यापक रूप से प्लास्टिक और रबर जैसी सामग्रियों के उत्पादन में उपयोग किया जाता है। इस बीच, पर्यावरण संरक्षण के संदर्भ में, इसका उपयोग अपशिष्ट गैस में कार्बन मोनोऑक्साइड और नाइट्रोजन ऑक्साइड जैसे हानिकारक पदार्थों के ऑक्सीडेटिव अपघटन को उत्प्रेरित करने, उन्हें हानिरहित कार्बन डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन में परिवर्तित करने के लिए किया जा सकता है, जो वायु प्रदूषण को कम करने में मदद करता है। यह विभिन्न रासायनिक प्रक्रियाओं में निभाई गई भूमिकाओं के कारण ही है कि रासायनिक क्षेत्र में इसके अनुप्रयोगों की अपेक्षाकृत विस्तृत श्रृंखला है।