Le baryum est un métal alcalino-terreux lourd et réactif. Le métal lui-même s'oxyde rapidement à l'air et n'est presque jamais utilisé directement sous forme métallique ; sa valeur économique repose presque entièrement sur ses composés. Son plus grand usage industriel provient de la barytine (sulfate de baryum) : dans le forage pétrolier et gazier, la poudre de barytine est mélangée proportionnellement à la boue de forage, et sa haute densité maintient la haute pression du fond du puits et prévient les éruptions — c'est le matériau alourdissant le plus consommé dans le forage d'exploration pétrolière et gazière mondial. En chimie, le carbonate de baryum va aux industries du verre et de l'émail : l'ajouter au verre élève l'indice de réfraction et abaisse la dispersion, en faisant une matière première importante pour les entonnoirs de télévision, les tubes cathodiques et le verre optique, et il sert aussi à éliminer les impuretés de sulfate de la saumure. Dans les feux d'artifice et les fusées éclairantes, les sels de baryum sont le colorant classique de flamme verte, parce que l'émission caractéristique du baryum tombe juste dans la bande verte. Son application médicale la plus connue est le repas baryté : après que le patient a bu une suspension de sulfate de baryum, une imagerie de contraste aux rayons X est réalisée ; parce que le sulfate de baryum est insoluble dans l'eau, non absorbé par l'organisme et bloque fortement les rayons X, le contour du tube digestif apparaît clairement sur l'image. C'était la méthode de dépistage standard des maladies gastro-intestinales avant que les gastroscopes ne se généralisent, et elle est encore largement utilisée aujourd'hui. Le baryum métallique lui-même sert d'agent getter dans les dispositifs électroniques à vide, absorbant les gaz résiduels et maintenant le vide à l'intérieur des tubes électroniques et des tubes cathodiques.
Le sulfate de baryum (BaSO4, c'est-à-dire la barytine), est le principal minerai de baryum et le composé de baryum le plus consommé dans l'industrie : l'alourdissant de boue de forage en représente l'essentiel, le repas baryté médical en est la suspension aqueuse, et il est aussi utilisé comme pigment extensible et charge blanche dans les peintures, plastiques et papiers ; sa chimie est extrêmement stable. Le carbonate de baryum (BaCO3, withérite) est une matière première intermédiaire pour produire d'autres sels de baryum et produits chimiques à base de baryum, utilisée dans le verre optique, le verre CRT et les émaux, ainsi que pour l'élimination des sulfates dans le traitement de l'eau et dans les émaux céramiques. Le chlorure de baryum (BaCl2) est un sel de baryum soluble et toxique utilisé principalement dans les bains de sel de traitement thermique, le traitement de l'eau des chaudières pour l'élimination des sulfates et comme réactif chimique, et est aussi le point de départ pour préparer d'autres composés du baryum. Le nitrate de baryum (Ba(NO3)2) est un ingrédient central des feux d'artifice, des fusées éclairantes et des compositions pyrotechniques vertes ; en chauffant il se décompose en libérant de l'oxygène et produit la flamme verte caractéristique du baryum, et il est aussi utilisé comme oxydant dans les explosifs militaires et comme précipitant dans la purification des terres rares.
