ใช้ในชั้นเคลือบทางแสงเนื่องจากมีดัชนีหักเหสูงและการดูดกลืนต่ำ ทำให้เหมาะสำหรับชั้นกันสะท้อนแสง กระจกสะท้อน และเคลือบเลนส์ในกล้อง จุลทรรศน์ และเลเซอร์ ใช้ในวัสดุไดอิเล็กตริกสำหรับตัวเก็บประจุในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เนื่องจากมีคุณสมบัติฉนวนที่ดีเยี่ยมและความเสถียรทางความร้อน ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาหรือตัวรองรับตัวเร่งในปฏิกิริยาเคมี โดยเฉพาะกระบวนการขจัดน้ำและการออกซิเดชัน ใช้ในการผลิตกระจกและเซรามิกส์พิเศษที่ต้องการความต้านทานความร้อนสูงและความทนทาน กำลังศึกษาการใช้ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นวัสดุอโนด เนื่องจากสามารถแทรก intercalate ไอออนลิเธียมได้อย่างมีประสิทธิภาพ ใช้ในชั้นเคลือบทางชีวการแพทย์บนอุปกรณ์ฝังเพื่อปรับปรุงความเข้ากันได้ทางชีวภาพและความต้านทานการกัดกร่อน ใช้ในรูปแบบฟิล์มบางสำหรับการใช้งานเซมิคอนดักเตอร์และเซ็นเซอร์ที่ต้องการชั้นออกไซด์ฉนวนที่เสถียร

นอกจากนี้ ใช้ไนโอเบียมเพนต้าออกไซด์ในอุตสาหกรรมเซรามิกส์ขั้นสูง โดยเฉพาะในการผลิตคอนเดนเซอร์ที่มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูง ซึ่งช่วยให้สามารถผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่มีขนาดเล็กลงแต่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น ยังใช้เป็นสารเติมแต่งในกระจกเพื่อเพิ่มดัชนีการหักเหของแสง ทำให้เหมาะสำหรับเลนส์กล้องและอุปกรณ์ออปติคัลชนิดพิเศษ ในด้านวัสดุเคลือบ ถูกใช้ในการผลิตฟิล์มบางสำหรับกระจกสะท้อนแสงและกระจกตัดแสงแดด เนื่องจากมีความทนทานต่อการกัดกร่อนและเสถียรภาพทางเคมีสูง ยังมีการวิจัยใช้ในเซลล์แสงอาทิตย์