ใช้ในการผลิตโลหะดีสโพรเซียมผ่านกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสหรือการรีดักชัน ซึ่งจำเป็นสำหรับการผลิตแม่เหล็กถาวรประสิทธิภาพสูง โดยเฉพาะการเติมดีสโพรเซียมในแม่เหล็กเนโอไดเมียม-เหล็ก-โบรอน (NdFeB) เพื่อเพิ่มคุณสมบัติการทนต่ออุณหภูมิสูงและการถูกทำลายจากสนามแม่เหล็ก แม่เหล็กเหล่านี้เป็นส่วนประกอบสำคัญในมอเตอร์รถยนต์ไฟฟ้า เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันลม ไดรฟ์ดิสก์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูง เนื่องจากมีคุณสมบัติแม่เหล็กที่แข็งแกร่งในสภาวะอุณหภูมิสูง

นอกจากนี้ยังใช้เป็นสาร dopant ในอุปกรณ์ solid-state และในงานวิจัยเพื่อพัฒนาวัสดุเรืองแสงใหม่ โฟตอนิกส์ ฟิล์มเคลือบทางแสง เลเซอร์ และอุปกรณ์แสดงผลที่ต้องการแสงในช่วงคลื่นเฉพาะ

มีบทบาทในแท่งควบคุมเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เนื่องจากดีสโพรเซียมมีสมรรถนะการดูดซับนิวตรอนสูง และใช้เป็นสารตั้งต้นในห้องปฏิบัติการสำหรับสังเคราะห์สารประกอบดีสโพรเซียมอื่น ๆ รวมถึงการศึกษาพฤติกรรมสปินในระบบแม่เหล็กควอนตัมที่อุณหภูมิต่ำ เนื่องจากไอออนดีสโพรเซียมมีโมเมนต์แม่เหล็กสูงและความไวต่อสนามแม่เหล็กมาก