Azotan gadolinu służy do wytwarzania szkła optycznego i domieszki do granatów gadolinowo-itrowych, które mają zastosowania mikrofalowe, stosowane również w specjalnym katalizatorze i luminoforach.
Azotan gadolinu jest również używany do wytwarzania zielonych luminoforów do kolorowych lamp telewizyjnych.
Jest stosowany w wielu zastosowaniach zapewniających jakość, takich jak źródła liniowe i fantomy kalibracyjne.
