เทอร์เบียม(III) ไนเตรต เพนตะไฮเดรต ใช้อย่างแพร่หลายในการผลิตสารเรืองแสงสำหรับหลอดไฟฟลูออเรสเซนต์ หลอดไฟ LED และจอแสดงผล มีบทบาทสำคัญในการสร้างสารเรืองแสงที่เปล่งแสงสีเขียว ซึ่งจำเป็นสำหรับการเรนเดอร์สีในโทรทัศน์ จอภาพ และระบบไฟส่องสว่าง นอกจากนี้ ยังใช้ในการวิจัยและพัฒนาวัสดุขั้นสูง โดยเฉพาะในสาขาโอปโตอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติการเรืองแสงสำหรับเซ็นเซอร์และเทคโนโลยีเลเซอร์ ยังใช้ในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์เพื่อศึกษาคุณสมบัติทางแม่เหล็กและแสงของวัสดุ ในเคมีวิเคราะห์ ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับตรวจจับและวัดปริมาณไอออนหรือสารประกอบเฉพาะเนื่องจากลักษณะสเปกตรัมที่เป็นเอกลักษณ์ นอกจากนี้ ยังมีการประยุกต์ใช้ในเทคโนโลยีการถ่ายภาพทางการแพทย์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการวินิจฉัยโรค การประยุกต์ใช้ยังขยายไปถึงการสังเคราะห์สารประกอบที่ขึ้นอยู่กับเทอร์เบียมอื่นๆ ซึ่งใช้ในอุตสาหกรรมไฮเทคต่างๆ