นิโอเบียมดิซัลไฟด์ถูกใช้เป็นวัสดุหล่อลื่นของแข็งในสภาวะอุณหภูมิสูงและสุญญากาศสูง ซึ่งน้ำมันหล่อลื่นทั่วไปไม่สามารถทำงานได้ เนื่องจากโครงสร้างแบบชั้นของมันช่วยให้เกิดการเลื่อนระหว่างชั้นได้ง่าย ลดแรงเสียดทานในระบบกลไก นอกจากนี้ยังถูกศึกษาสำหรับใช้ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เนื่องจากสามารถแทรกตัวไอออนลิเธียมได้ ซึ่งช่วยเพิ่มความจุในการเก็บประจุ มีศักยภาพในด้านการเร่งปฏิกิริยา โดยเฉพาะปฏิกิริยาการวิวัฒนาการไฮโดรเจนสำหรับการแยกน้ำ ถูกนำไปใช้ในวัสดุคอมโพสิตเพื่อปรับปรุงความแข็งแรงและความเสถียรทางความร้อน และถูกสำรวจในนาโนอิเล็กทรอนิกส์และออปโตอิเล็กทรอนิกส์ เนื่องจากคุณสมบัติแบบเซมิคอนดักเตอร์และศักยภาพสำหรับอุปกรณ์ยืดหยุ่นและบางพิเศษ