バリウムは重く反応性の高いアルカリ土類金属である。金属自体は空気中で急速に酸化するため金属形態で直接使われることはほとんどなく、その経済的価値はほぼ完全に化合物に依存する。最大の工業用途は重晶石（硫酸バリウム）に由来する。石油・ガス掘削では、重晶石粉を掘削泥水に比例的に混ぜ込み、その高密度が坑内の高圧を抑え噴出を防ぐ。これは世界の石油・ガス探査掘削で最も多く消費される加重材である。化学品では、炭酸バリウムがガラス・ほうろう業界に向かう。ガラスに添加すると屈折率を上げ分散を下げるため、テレビファンネル、ブラウン管、光学ガラスの重要原料となり、鹹水から硫酸塩不純物を除去するのにも使われる。花火や信号炎では、バリウム塩が古典的な緑色炎色剤である。バリウムの発光がちょうど緑の帯に落ちるからだ。最もよく知られた医療応用はバリウム食である。患者が硫酸バリウム懸濁液を飲んだ後、X線造影撮影を行う。硫酸バリウムは水に不溶で体内に吸収されずX線を強く遮るため、消化管の輪郭が画像上に鮮明に現れる。胃鏡が普及する前の胃腸疾患の標準スクリーニング法であり、今日も広く使われている。金属バリウム自体は真空電子装置のゲッターとして働き、残留ガスを吸収して電子管やブラウン管内部の真空を維持する。
硫酸バリウム（BaSO4）、すなわち重晶石はバリウムの主要鉱石であり、工業で最も多く消費されるバリウム化合物である。掘削泥水の加重材がその大部分を占め、医療用バリウム食はその水性懸濁液であり、塗料、プラスチック、紙の体質顔料・白色充填剤としても使われる。化学的に極めて安定である。炭酸バリウム（BaCO3、毒重石）は他のバリウム塩やバリウム系化学品を製造する中間原料であり、光学ガラス、ブラウン管ガラス、ほうろうに使われ、水処理や陶磁器釉薬での硫酸塩除去にも使われる。塩化バリウム（BaCl2）は可溶性で有毒なバリウム塩で、主に熱処理塩浴、ボイラー水処理の硫酸塩除去、化学試薬に用いられ、他のバリウム化合物を調製する出発点でもある。硝酸バリウム（Ba(NO3)2）は花火、信号炎、緑色火薬組成の核心成分である。加熱すると分解して酸素を放出し、バリウム特有の緑色炎を生じる。軍用火薬の酸化剤や希土類精製の沈殿剤としても使われる。
