ใช้ไนโอเบียมเพนต้าออกไซด์ในอุตสาหกรรมเซรามิกส์ขั้นสูงเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของวัสดุ เช่น ความทนทานต่ออุณหภูมิสูงและความแข็งแรงของโครงสร้าง นอกจากนี้ยังเป็นส่วนประกอบสำคัญในตัวเก็บประจุเซรามิกส์ที่ต้องการค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสูง ทำให้สามารถผลิตตัวเก็บประจุขนาดเล็กลงแต่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ ใช้เป็นวัสดุในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์และเลนส์ออปติกคุณภาพสูง เนื่องจากมีดัชนีการหักเหของแสงที่สูงและทนต่อการกัดกร่อนได้ดี จึงเหมาะสำหรับการผลิตฟิล์มบางในอุปกรณ์ออปติคัล เช่น กระจกสะท้อนแสงและเลนส์กล้องโทรทรรศน์ นอกจากนี้ยังมีการนำไปใช้ในงานวิจัยด้านพลังงาน เช่น เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการผลิตเชื้อเพลิงจากแสงอาทิตย์ และในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการชาร์จไฟอย่างรวดเร็วและความจุของแบตเตอรี่