Neodymiumnitrat er mye brukt i det kjemiske feltet fordi det har unike kjemiske egenskaper og kan delta i en rekke kjemiske reaksjoner som en katalysator eller en forløper for katalysatorer. I organisk syntese kan det katalysere komplekse reaksjoner som polymerisering av olefiner, delta i dannelsen av aktive sentre og hjelpe olefinmolekyler med å polymerisere effektivt for å danne høymolekylære polymerer. Disse polymerene er mye brukt i produksjon av materialer som plast og gummi. I mellomtiden, når det gjelder miljøvern, kan den brukes til å katalysere den oksidative nedbrytningen av skadelige stoffer som karbonmonoksid og nitrogenoksider i avgasser, og konvertere dem til ufarlig karbondioksid og nitrogen, noe som bidrar til å redusere luftforurensning. Det er nettopp i kraft av rollene den spiller i ulike kjemiske prosesser at den har et relativt bredt spekter av bruksområder på det kjemiske området.