ใช้ในอุตสาหกรรมเซรามิกส์ขั้นสูงเพื่อเพิ่มความแข็งแรงและความทนทานต่ออุณหภูมิสูง นิโอเบียมเพนท็อกไซด์เป็นส่วนผสมสำคัญในวัสดุเคลือบพิเศษที่ต้องการคุณสมบัติในการต้านทานการกัดกร่อนและฉนวนไฟฟ้าได้ดี เหมาะสำหรับใช้ในชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ เช่น ตัวเก็บประจุและอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ นอกจากนี้ยังนำไปใช้ในเทคโนโลยีการผลิตกระจกและเคลือบออปติคัลที่มีดัชนีการหักเหสูง ซึ่งเหมาะกับเลนส์กล้อง กระจกสะท้อนแสง เครื่องแบ่งลำแสง และอุปกรณ์ออพติคัลที่ต้องการความคมชัดสูง ยังนำไปใช้ในเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการกักเก็บแสง มีการนำไปใช้ในปฏิกิริยาคาตาลิติกส์ โดยเฉพาะการขจัดน้ำและการไฮโดรไลซิส ใช้ในเซ็นเซอร์และอุปกรณ์พีซโซอิเล็กทริกเนื่องจากคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่เสถียร และใช้ในวัสดุเคลือบที่ทนการกัดกร่อนสำหรับการบินและกลาโหม