ใช้เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์วัสดุที่ doped ด้วยโฮลเมียมสำหรับเลเซอร์สถานะของแข็ง เครื่องขยายสัญญาณออปติคัล และวัสดุแม่เหล็กประสิทธิภาพสูงที่อุณหภูมิต่ำ เนื่องจากโฮลเมียมมีคุณสมบัติการแผ่รังสีในช่วงใกล้แอนโฟรเรดและคุณสมบัติแม่เหล็กที่เด่นชัด นำมาใช้ในงานวิจัยเพื่อพัฒนาฟอสเฟอร์เฉพาะทางและสารเรืองแสง รวมถึงเป็นแหล่งไอออนโฮลเมียมในงานศึกษาการแลกเปลี่ยนไอออนและการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการแปลงสารอินทรีย์บางชนิด นอกจากนี้ยังใช้ในการศึกษาพฤติกรรมของธาตุหายากในระบบน้ำและเกลือไฮเดรต