El torio es un metal naturalmente radiactivo que se encuentra principalmente como mineral acompañante en la monacita. Químicamente cercano al uranio, ha sido considerado desde hace tiempo como un recurso candidato para futuros ciclos de combustible nuclear basados en torio. En el ámbito nuclear, el torio-232 captura neutrones y se convierte en uranio-233 fisionable, formando el ciclo del combustible de torio, que —frente a los reactores convencionales de uranio— ofrece ventajas potenciales como una menor radiotoxicidad de los residuos y un recurso de combustible más abundante; varios países operan reactores de investigación y programas experimentales que exploran esta vía. En la industria, el dióxido de torio fue en su día el material central de las mangas incandescentes para lámparas de gas: el torio de la manga emite una luz blanca brillante a alta temperatura, lo que fue el mayor uso comercial del torio a comienzos del siglo XX y hoy ha sido sustituido por óxidos de tierras raras y LED. En soldadura, los electrodos de tungsteno con aproximadamente un 2 % de torio (electrodos de tungsteno thoriado) se han usado durante mucho tiempo como electrodos no consumibles en la soldadura TIG, porque el torio mejora la emisión de electrones y la estabilidad del arco; sin embargo, los temores por la radiación están llevando gradualmente a su sustitución por electrodos de cerio-tungsteno y lantano-tungsteno sin torio. Pequeñas cantidades de torio también se han empleado en crisoles resistentes al calor y como aditivo en vidrio óptico especial.
El dióxido de torio (ThO2), por su punto de fusión extremadamente alto y su estabilidad química a alta temperatura, se empleaba para fabricar mangas de lámparas de gas y crisoles refractarios, y es también la forma principal de pastilla de combustible en el ciclo del torio. El nitrato de torio (Th(NO3)4) fue históricamente el compuesto clave para fabricar las mangas de las lámparas: la tela se sumergía en una disolución de nitrato de torio y luego se encendía, dejando un revestimiento luminoso de óxidos de torio y tierras raras; hoy se usa solo en pequeñas cantidades en el procesamiento del frente del ciclo del combustible nuclear. El tetrafluoruro de torio (ThF4) es un intermedio importante en el reprocesamiento del combustible de torio y en la investigación de reactores de sales fundidas, usado para purificar el torio del mineral y preparar el metal torio; en la actualidad solo existe en pequeños lotes en laboratorios y reactores de demostración.
