สารละลายโฮลเมียม (Ho solution) มีการใช้งานในด้านการดูดซับนิวตรอน โดยเฉพาะในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ เนื่องจากมีหน้าตัดการดูดซับนิวตรอนความร้อนสูง ใช้ในแท่งควบคุมและวัสดุป้องกันรังสีเพื่อควบคุมปฏิกิริยานิวเคลียร์ นอกจากนี้ยังใช้ในงานทางการแพทย์ เช่น การบำบัดด้วยการจับนิวตรอนสำหรับรักษามะเร็ง และเลเซอร์โฮลเมียม (เช่น Ho:YAG) สำหรับการรักษา เช่น การสลายนิ่วในระบบทางเดินปัสสาวะ การรักษาเนื้องอกหรือโรคกระดูกพรุน

ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ ใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตอุปกรณ์แสงเลเซอร์ โดยเฉพาะเลเซอร์ที่ทำงานในช่วงคลื่นอินฟราเรด ซึ่งนำไปใช้ในระบบสื่อสารแสงและอุปกรณ์ทางการแพทย์ เช่น เลเซอร์สำหรับผ่าตัดหรือรักษาโรคผิวหนัง

ในงานวิจัยและห้องปฏิบัติการ ใช้เป็นมาตรฐานในการสอบเทียบเครื่องมือวิเคราะห์ เช่น เครื่อง ICP-MS หรือ AAS เพื่อให้ได้ผลการวิเคราะห์ที่แม่นยำ และในงานวิจัยด้านแม่เหล็กและสเปกโทรสโกปี

นอกจากนี้ยังใช้ในอุตสาหกรรมแก้วและเซรามิก เพื่อเพิ่มคุณสมบัติพิเศษ เช่น การดูดซับแสงในช่วงคลื่นเฉพาะ หรือใช้เป็นตัวให้สีในวัสดุพิเศษที่ต้องการความแม่นยำสูง รวมถึงเป็นสาร dopant ในอุปกรณ์ solid-state