Cäsium ist ein extrem reaktives Alkalimetall mit einem außergewöhnlich niedrigen Schmelzpunkt (etwa 28 °C), das sich in Luft spontan entzünden kann. Es ist in der Erdkruste nicht reichlich vorhanden und wird hauptsächlich aus Pollucit gewonnen. Seine stolzeste Identität ist die Definition der Sekunde selbst: Seit 1967 wird eine Sekunde im Internationalen Einheitensystem als 9.192.631.770-fache Periode der Strahlung definiert, die dem Übergang zwischen den beiden Hyperfeinniveaus des Cäsium-133-Atoms entspricht. Die Atomuhren der Welt, die GPS-Satelliten-Zeitmessung, die Netzfrequenzsynchronisation und die Transaktionszeitstempel des Finanzwesens beruhen alle auf Cäsiumatomuhren und machen es zum Zeitbezug der modernen Navigation, Kommunikation und Finanzinfrastruktur. Seine zweitgrößte industrielle Verwendung liegt in Bohrspülungen für die Öl- und Gasförderung: Cäsiumformiatlösungen sind dicht, niedrig viskos und gut schmierfähig und dienen als Fertigstellungs- und Bohrspülungen für heiße, hochdruckbeaufschlagte Tiefbohrungen und Offshore-Ölfelder, wo sie die Bohrlochstabilität aufrechterhalten und Reservoire mehrere Kilometer unter Tage schützen. In der photoelektrischen und Vakuumelektronik wird Cäsium als Sensibilisator für Photokathoden und Photomultiplier-Röhren verwendet; weil es unter Licht leicht Elektronen abgibt, ist es eine Schlüsselbeschichtung für Nachtsichtgeräte, Szintillationszähler, Spektralphotometer und astronomische Fotodetektoren. Es wird zudem in Atombrunnenuhren und als Läutermittel in Spezialgläsern verwendet.
Cäsiumchlorid (CsCl) ist das häufigste Cäsiumsalz, ein weißer Kristall. Weil seine Dichtegradientlösungen DNA, Viren und Proteine unterschiedlicher Dichte trennen können, ist es zu einem Standardreagenz in der Molekularbiologie für die Ultrazentrifugationstrennung von Nukleinsäuren und Plasmiden geworden; es wird zudem in infrarotoptischen Fenstern und Spezialkristallzucht verwendet. Cäsiumhydroxid (CsOH) ist eine der stärksten bekannten löslichen Alkalien und hochkorrosiv; es wird hauptsächlich als Elektrolyt in Spezialalkalibatterien und als starke Base in der organischen Synthese verwendet und ist ein Ausgangsmaterial zur Herstellung anderer Cäsiumverbindungen. Cäsiumcarbonat (Cs2CO3) ist eine weit verbreitete schwache Base in der organischen Synthese, verwendet in der pharmazeutischen Synthese und der Herstellung von Flüssigkristallmonomeren, sowie als Läutermittel in Spezialoptikgläsern und Kathodenstrahlröhren. Cäsiumiodid (CsI) ist ein wichtiger Szintillationskristall: mit Thallium dotiertes CsI(Tl) hat eine hohe Lichtausbeute und kann zu großen Größen bearbeitet werden, und wird weit in Röntgen- und Gammastrahlendetektoren verwendet, einschließlich Gepäckscannern, CT-Detektoren, nuklearmedizinischen Gammakameras und Hochenergiephysik-Kalorimetern.
