El niobio es un metal raro refractario y de baja densidad que ocupa un lugar tanto en la ciencia de vanguardia como en la industria siderúrgica gracias a su superconductividad y su efecto de microaleación. Su uso más puntero son los materiales superconductores: la aleación de niobio-titanio (NbTi) y el estannuro de niobio (Nb3Sn) son actualmente los materiales de imán superconductor de baja temperatura más maduros comercialmente, usados en imanes de escáner IRM de cuerpo entero, aceleradores de partículas y bobinas superconductores de experimentos de fusión nuclear; la mayoría de los escáneres IRM médicos del mundo dependen del hilo de niobio-titanio. En aceros inoxidables y aceros de alta resistencia de baja aleación, el niobio actúa como elemento de microaleación añadido en cantidades diminutas pero capaz de refinar el tamaño de grano y elevar la resistencia y tenacidad, muy usado en gasoductos y oleoductos, chapas estructurales de automoción y aceros para puentes. En aeroespacial, las superaleaciones a base de niobio se usan en toberas de cohete y componentes de sección caliente de vehículos de reentrada, reteniendo la resistencia a temperaturas extremadamente altas. Además, los monocristales de niobato de litio son un sustrato importante para dispositivos optoelectrónicos y de ondas acústicas superficiales, usados en filtros de teléfono móvil.
El pentóxido de niobio (Nb2O5) es la materia prima para refinar el niobio metálico y preparar niobatos como el niobato de litio, y se usa también como aditivo en vidrio óptico y condensadores cerámicos. El pentacloruro de niobio (NbCl5) es un intermedio clorurado usado en depósito químico de vapor y síntesis de catalizadores de niobio, tanto en producción de niobio de laboratorio como de grado electrónico. La aleación de niobio-titanio (NbTi) es un superconductor de baja temperatura que se vuelve superconductor a la temperatura del helio líquido y es el hilo de trabajo de los imanes de IRM y aceleradores de partículas. El estannuro de niobio (Nb3Sn) es un compuesto superconductor de tipo A15 con un campo crítico superior más alto que el NbTi, usado en imanes superconductores de alto campo como las bobinas superconductores de dispositivos de fusión y experimentos de física de altas energías.
