El neodimio es el protagonista de la industria moderna de los imanes permanentes; sin él, no existirían los actuales motores magnéticos compactos de alto par. El imán de neodimio-hierro-boro (Nd2Fe14B), introducido en 1983, es el material de imán permanente práctico con mayor producto energético disponible en la actualidad. Cortado en tiras finas y unido a un rotor de motor, entrega un par elevado desde un volumen y peso muy reducidos, por lo que se usa extensamente en motores de tracción de vehículos eléctricos, generadores de turbinas eólicas, motores de bobina de voz de discos duros, motores de vibración de teléfonos, altavoces de auriculares y todo tipo de servomotores. El ion neodimio es también uno de los iones activos más clásicos de los láseres de estado sólido: el granate de itrio y aluminio dopado con neodimio (Nd:YAG) emite luz infrarroja cercana a 1064 nm y se utiliza ampliamente en marcado y corte industriales, cirugía oftálmica, telimetría láser y designación de objetivos militar. En la industria del vidrio, el óxido de neodimio actúa como colorante que hace virar el vidrio del rojo purpúreo al azul violeta bajo distintas fuentes de luz, y se emplea en vidrios que imitan piedras preciosas y filtros de color especiales; junto con el praseodimio, el vidrio Pr-Nd resultante sigue siendo el material de lente estándar para las gafas de soldador.
Nd2O3 (óxido de neodimio(III)) es el óxido industrial más importante del neodimio. Es un polvo pálido azul violeta y una de las materias primas directas de los imanes NdFeB, y la mayor parte de la producción mundial de óxido de neodimio va a los fabricantes de imanes; es también la materia prima de dopado para cristales láser y vidrios láser, y sirve como colorante para vidrio y cerámica, así como aditivo en condensadores. NdCl3 (tricloruro de neodimio) es un intermedio en el diagrama de flujo de extracción y separación de tierras raras, que mediante electrólisis de sal fundida produce metal de neodimio o metal Pr-Nd; no es un material terminal por sí mismo. Estrictamente hablando, NdFeB es el compuesto intermetálico Nd2Fe14B, que combina la alta anisotropía magnetocristalina del neodimio con la alta magnetización de saturación del hierro —la razón fundamental por la que el neodimio se convirtió en un metal estratégico. Industrialmente, para elevar su coercitividad a alta temperatura, se añade además disprosio o terbio, y una vez formado el imán se recubre electrolíticamente con níquel o zinc para evitar la corrosión.
