نیترات نئودیمیم به طور گسترده در زمینه شیمیایی استفاده می شود زیرا دارای خواص شیمیایی منحصر به فرد است و می تواند در انواع واکنش های شیمیایی به عنوان کاتالیزور یا پیش ساز کاتالیزور شرکت کند. در سنتز آلی، می تواند واکنش های پیچیده ای مانند پلیمریزاسیون الفین ها را کاتالیز کند، در تشکیل مراکز فعال شرکت کند و به مولکول های الفین کمک کند تا به طور موثر پلیمریزه شوند تا پلیمرهای مولکولی بالا را تشکیل دهند. این پلیمرها به طور گسترده در تولید موادی مانند پلاستیک و لاستیک استفاده می شود. در همین حال، از نظر حفاظت از محیط زیست، می توان از آن برای کاتالیز کردن تجزیه اکسیداتیو مواد مضر مانند مونوکسید کربن و اکسیدهای نیتروژن موجود در گازهای زائد استفاده کرد و آنها را به دی اکسید کربن و نیتروژن بی ضرر تبدیل کرد که به کاهش آلودگی هوا کمک می کند. دقیقاً به دلیل نقشی که در فرآیندهای شیمیایی مختلف ایفا می کند، کاربردهای نسبتاً گسترده ای در زمینه شیمیایی دارد.