Le dysprosium est l'une des terres rares lourdes à la plus haute valeur stratégique, et la quasi-totalité de son usage est liée aux aimants NdFeB haut de gamme. Les aimants NdFeB ordinaires démagnétisent sensiblement dès qu'ils dépassent environ 100 °C, alors que les moteurs de traction de véhicules électriques, les générateurs d'éoliennes et les servo-moteurs industriels fonctionnent en continu à haute température et sous forte vibration. En dopant quelques pourcents de dysprosium aux joints de grains de l'aimant, les ingénieurs relèvent considérablement le champ d'anisotropie magnétocristalline et la coercitivité, si bien que l'aimant conserve fermement son aimantation à 150–200 °C — on peut dire que sans dysprosium il n'existerait pas de moteur NdFeB avec une classe de température assez élevée pour l'usage automobile. Outre les aimants, le dysprosium est employé dans les alliages magnétostrictifs Tb-Dy-Fe, les lampes aux halogénures métalliques au dysprosium, et comme dopant dans certains cristaux laser ; ses isotopes absorbent aussi fortement les neutrons et trouvent un usage limité dans les matériaux de contrôle des réacteurs nucléaires. L'offre mondiale étant hautement concentrée, le dysprosium est depuis longtemps considéré comme un métal critique.
Dy2O3 (oxyde de dysprosium(III)) est le principal oxyde du dysprosium. C'est une poudre blanche à légère teinte jaune et la matière première directe de production du métal dysprosium, de l'alliage fer-dysprosium et des cibles au dysprosium utilisées pour les ajouts aux joints de grains dans les aimants NdFeB ; il sert aussi d'additif colorant dans le verre et la céramique, et de cible de dépôt pour les couches minces de disques magnéto-optiques. DyCl3 (trichlorure de dysprosium) est un intermédiaire du schéma de séparation par extraction par solvant, donnant par réduction au calcium ou électrolyse en sel fondu le métal dysprosium, qui est ensuite allié au fer et au terbium pour les aimants et les matériaux magnétostrictifs. Dans l'industrie, le métal élémentaire n'est presque jamais utilisé directement ; le dysprosium parvient plutôt aux fabricants d'aimants sous forme d'alliage fer-dysprosium, de cibles au dysprosium ou de poudre d'oxyde de dysprosium, et est appliqué à la surface de l'aimant NdFeB puis diffusé dans les joints de grains par diffusion intergranulaire, obtenant ainsi le plus grand gain possible de coercitivité avec le moins de dysprosium.
