Samarium ist ein mittelhäufiges, mittelschweres Seltenerdmetall, dessen elementare Form hauptsächlich über Legierungen wirkt. Sein bekanntestes Produkt ist der Samarium-Kobalt-Dauermagnet. Obwohl SmCo-Magnete (SmCo5 und Sm2Co17) ein geringeres Energieprodukt als NdFeB aufweisen, bleiben sie bei Temperaturen um 300 °C stabil, sind oxidations- und korrosionsbeständig und haben einen niedrigen Temperaturkoeffizienten. Sie werden daher in Sensoren für die Luft- und Raumfahrt, Kreisel der Lenkflugkörper, militärische Wanderfeldröhren, Hochgeschwindigkeitsmotoren und Erdölbohrlochinstrumente eingesetzt – Anwendungen, bei denen die Anforderungen an Temperatur und Zuverlässigkeit extrem sind. Auf dem Kerngebiet ist Samarium-149 ein starkes Neutronengift mit äußerst hoher Neutronenabsorptionsfähigkeit und wird in Reaktorsteuerungsmaterialien und zur Abbrandsüberwachung verwendet. Radioaktives Samarium-153 wird zudem zur Schmerzlinderung bei Krebspatienten mit Knochenmetastasen eingesetzt. Samarium wird außerdem in Kohlebogenlampen-Elektroden, Keramikkondensatoren und bestimmten Hydrierkatalysatoren verwendet – Anwendungen mit kleinem Volumen, die nichtsdestoweniger unersetzlich sind.
Sm2O3 (Samarium(III)-oxid) ist das wichtigste Oxid des Samariums. Es ist ein blass gelblich-weißes Pulver und der Ausgangspunkt für die Herstellung von Samariummetall, SmCo-Magneten und verschiedener Samariumverbindungen. Für sich genommen wird es zudem zur Herstellung von infrarotabsorbierendem optischem Glas und Keramikkondensator-Dielektrika verwendet und dient als Katalysator und chemischer Zusatz. SmCo5 ist die intermetallische Verbindung der ersten Generation des Samarium-Kobalt-Systems; mit seiner hohen Curie-Temperatur und großen Koerzitivfeldstärke ist es die tragende Güteklasse der Dauermagnete für Luft- und Raumfahrt sowie Verteidigung. Sm2Co17 der zweiten Generation erhöht das Energieprodukt und die maximale Betriebstemperatur weiter. SmCl3 (Samariumtrichlorid) ist ein Zwischenprodukt im Extraktions- und Trennflussbild, verwendet für die elektrolytische Herstellung von Samariummetall und die Synthese anderer Samariumverbindungen, und gelangt selbst nicht in Endprodukte.
