El cerio es el más abundante y relativamente el más barato de las tierras raras lantánidas, y uno de los elementos de tierras raras realmente usados en las mayores cantidades industriales. Tiene un don raro que comparten pocas otras tierras raras — conmuta con flexibilidad entre el estado trivalente y el tetravalente — lo que lo convierte en un todoterreno redox natural. En los catalizadores de tres vías automotrices, el óxido a base de cerio es un promotor de almacenamiento de oxígeno indispensable: a medida que fluctúa la relación aire-combustible del motor, el óxido de cerio almacena temporalmente o libera oxígeno, manteniendo los catalizadores de platino, paladio y rodio trabajando en su ventana óptima, y es un ingrediente básico del moderno recubrimiento catalítico de tres vías para gasolina. La industria del vidrio es otra gran salida: el polvo de pulido de óxido de cerio es el material dominante de pulido químico-mecánico para lentes ópticas, vidrio LCD y obleas de cuarzo, con una eficiencia de pulido y un acabado superficial muy superiores a los tradicionales polvos de óxido de hierro. Al mismo tiempo, añadir dióxido de cerio al vidrio absorbe la luz ultravioleta y el tinte verde del hierro, produciendo vidrio de gafas de sol que bloquea los UV y vidrio descolorido. El pedernal (aleación de cerio-hierro) es el material que chispea en los mecheros y pistolas de señalización; su principal constituyente es una tierra rara mixta cerio-hierro, porque el cerio se oxida y enciende fácilmente por fricción. En metalurgia, el cerio se añade como aditivo de tierras raras al acero y al hierro fundido para desulfurar, desoxidar y esferoidizar el grafito, produciendo un acero más limpio y un hierro dúctil más dúctil.
El dióxido de cerio (CeO2, también llamado óxido cérico) es el compuesto industrial más importante del cerio, un polvo amarillo pálido o blanco. Debido a su cambio de valencia Ce4+/Ce3+, sirve tanto como componente de almacenamiento de oxígeno de los catalizadores de escape automotrices como como polvo de pulido para vidrio óptico y sustratos LCD, y se usa también en vidrio de bloqueo UV, esmaltes cerámicos y dopaje de electrolitos en pilas de combustible de óxido sólido. El sesquióxido de cerio (Ce2O3) es el óxido inferior del cerio, un polvo violeta o azul-violeta usado principalmente en el laboratorio y en la coloración cerámica y de vidrio como fuente de cerio reductor, y también en ciertos cristales ópticos y cerámicas electrónicas. El fluoruro de cerio (CeF3) es un cristal blanco usado en electrodos de arco de carbono (para elevar el brillo y la estabilidad del arco), como componente de electrolito en la electrólisis de tierras raras y como aditivo en ciertos cristales ópticos y lámparas de haluros metálicos; se usa también como aditivo de pulido y lubricante.
