ใช้ในวัสดุเลนส์เฉพาะทางและระบบเลเซอร์เนื่องจากคุณสมบัติการเรืองแสงเมื่อถูกโดปเข้าไปในผลึกโฮสต์ ใช้ในงานวิจัยสำหรับพัฒนาฟอสเฟอร์ที่ปล่อยแสงสีแดงในเทคโนโลยีการแสดงผล ทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารประกอบอื่นๆ ที่มีไดสโพรเซียมสำหรับการประยุกต์ใช้ด้านแม่เหล็กและอิเล็กทรอนิกส์ นอกจากนี้ยังใช้ในแท่งควบคุมเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เนื่องจากไดสโพรเซียมมีสมรรถนะการดูดซับนิวตรอนสูง ช่วยควบคุมปฏิกิริยาการแตกตัวของนิวเคลียส