Le niobium est un métal rare réfractaire et de faible densité qui tient une place à la fois dans la science de pointe et dans la sidérurgie grâce à sa supraconductivité et à son effet de microalliage. Son usage le plus avancé est les matériaux supraconducteurs : l'alliage niobium-titane (NbTi) et le stannure de niobium (Nb3Sn) sont actuellement les matériaux d'aimant supraconducteur à basse température les plus mûrs commercialement, utilisés dans les aimants d'IRM corps entier, les accélérateurs de particules et les bobines supraconductrices des expériences de fusion nucléaire ; la plupart des scanners IRM médicaux dans le monde dépendent du fil de niobium-titane. Dans les aciers inoxydables et les aciers à haute résistance faiblement alliés, le niobium agit comme élément de microalliage ajouté en quantités infimes mais capable d'affiner la taille de grain et d'élever la résistance et la ténacité, largement utilisé dans les pipelines de transport pétrolier et gazier, les tôles de structure automobile et les aciers pour ponts. Dans l'aérospatial, les superalliages à base de niobium servent dans les tuyères de fusée et les composants à chaud des véhicules de rentrée atmosphérique, conservant leur résistance à des températures extrêmement élevées. De plus, les monocristaux de niobate de lithium sont un important substrat pour les dispositifs optoélectroniques et à ondes acoustiques de surface, utilisés dans les filtres de téléphone mobile.
Le pentoxyde de niobium (Nb2O5) est la matière première du raffinage du niobium métallique et de la préparation des niobates tels que le niobate de lithium, et sert aussi d'additif dans le verre optique et les condensateurs céramiques. Le pentachlorure de niobium (NbCl5) est un intermédiaire chloruré utilisé dans le dépôt chimique en phase vapeur et la synthèse de catalyseurs au niobium, tant en production de niobium de laboratoire que de qualité électronique. L'alliage niobium-titane (NbTi) est un supraconducteur à basse température qui devient supraconducteur aux températures de l'hélium liquide et est le fil de travail des aimants d'IRM et d'accélérateur de particules. Le stannure de niobium (Nb3Sn) est un composé supraconducteur de type A15 à champ critique supérieur plus élevé que le NbTi, utilisé dans les aimants supraconducteurs à haut champ tels que les bobines supraconductrices des dispositifs de fusion et des expériences de physique des hautes énergies.
