L'applicazione più comune per il neodimio, che sta anche alimentando la domanda globale, è rappresentata dai magneti permanenti per applicazioni quali motori elettrici, turbine eoliche, tomografi a risonanza magnetica nucleare, tecnologia militare ed elettronica di consumo. I magneti NdFeB possono trasportare in modo permanente da centinaia a migliaia di volte il loro stesso peso, consentono prestazioni elevate con una massa ridotta e sono circa il 40% più forti dei magneti di samario-cobalto delle stesse dimensioni. Il neodimio è richiesto anche come additivo per le leghe. Altre aree di applicazione sono l'industria del vetro, i materiali ceramici, i catalizzatori nella produzione di gomma, i materiali fluorescenti, i catalizzatori dei gas di scarico delle automobili e il laser al neodimio:YAG, ampiamente utilizzato nell'industria e in medicina.
