ใช้ไนโอเบียมเพนต้าออกไซด์ในอุตสาหกรรมเซรามิกส์ขั้นสูง โดยเฉพาะในการผลิตตัวเก็บประจุเซรามิกที่มีคุณสมบัติความจุสูงและเสถียรภาพดี นิยมใช้ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องการความแม่นยำ เช่น อุปกรณ์สื่อสารและอุปกรณ์ทางการแพทย์ นอกจากนี้ยังใช้เป็นวัสดุเคลือบผิวทางแสงเนื่องจากมีดัชนีหักเหสูงและการดูดกลืนต่ำในสเปกตรัมแสงที่มองเห็นได้ ทำให้เหมาะสำหรับเคลือบกันสะท้อน กระจก และระบบเลนส์ รวมถึงเป็นวัสดุเคลือบผิวที่มีความทนทานต่อการกัดกร่อนและอุณหภูมิสูง ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาหรือตัวรองรับตัวเร่งปฏิกิริยาในปฏิกิริยาเคมีอุตสาหกรรม เช่น กระบวนการอัลคิเลชันและการขจัดน้ำ ใช้ในการผลิตลิเธียมไนโอเบต ซึ่งจำเป็นสำหรับอุปกรณ์โทรคมนาคม เช่น โมดูเลเตอร์และเวฟไกด์ กำลังศึกษาการใช้ในอุปกรณ์ไฟฟ้าโครมิกและหน้าต่างอัจฉริยะเนื่องจากความสามารถในการแทรกไอออน นอกจากนี้ยังสำรวจใช้ในเซลล์แสงอาทิตย์และระบบโฟโตคะตะไลติกสำหรับการแยกน้ำและการย่อยสลายมลพิษภายใต้แสง UV รวมถึงใช้ในกระบวนการเร่งปฏิกิริยาทางเคมี โดยเฉพาะในปฏิกิริยาการสังเคราะห์สารอินทรีย์ที่ต้องการประสิทธิภาพและความเลือกจำเพาะสูง