กาโดลิเนียม(III) ไฮดรอกไซด์ถูกนำไปใช้หลักในการถ่ายภาพทางการแพทย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์ตัวแทนคอนทราสต์ที่ใช้กาโดลิเนียม (GBCAs) ซึ่งจำเป็นสำหรับการถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็ก (MRI) เพื่อเพิ่มความชัดเจนและรายละเอียดของโครงสร้างภายในร่างกาย คุณสมบัติพารามากเนติกของสารนี้ทำให้มีประสิทธิภาพสูงในการปรับปรุงคอนทราสต์ระหว่างเนื้อเยื่อปกติและผิดปกติ ช่วยในการวินิจฉัยภาวะต่าง ๆ เช่น เนื้องอก การอักเสบ และโรคหลอดเลือด

นอกจากการใช้งานทางการแพทย์แล้ว กาโดลิเนียม(III) ไฮดรอกไซด์ยังถูกสำรวจในงานวิจัยและพัฒนาวัสดุขั้นสูง โดยใช้เป็นวัตถุดิบเริ่มต้นในการผลิตสารประกอบที่มีกาโดลิเนียมสำหรับฟอสเฟอร์ ซึ่งมีความสำคัญสำหรับการให้แสง เทคโนโลยีแสดงผล และระบบถ่ายภาพเอ็กซ์เรย์ บทบาทในการพัฒนาแม่เหล็กประสิทธิภาพสูงและตัวนำยวดยิ่งก็มีคุณค่าอย่างยิ่ง สนับสนุนความก้าวหน้าในอิเล็กทรอนิกส์และเทคโนโลยีเก็บพลังงาน

นอกจากนี้ สารนี้ยังถูกศึกษาเพื่อการใช้งานด้านสิ่งแวดล้อม เช่น กระบวนการบำบัดน้ำ ซึ่งอาจช่วยในการกำจัดสารปนเปื้อนที่เป็นอันตรายเนื่องจากคุณสมบัติการตอบสนองของมัน ความหลากหลายและลักษณะเฉพาะทำให้เป็นส่วนประกอบที่มีคุณค่าสำหรับทั้งอุตสาหกรรมและวงการวิทยาศาสตร์