ネオジムは現代永久磁石産業の主役であり、これがなければ今日の小型・高トルク磁石モーターは存在し得ない。1983 年に登場したネオジム・鉄・ホウ素磁石（Nd2Fe14B）は、現在実用化されている中で最大エネルギー積を持つ永久磁石材料である。薄く切断してモーターローターに貼り付けると、ごく小さな体積と重量から大きなトルクを取り出せるため、電気自動車の駆動モーター、風力発電機、ハードディスクのボイスコイルモーター、携帯電話の振動モーター、ヘッドホンのスピーカー、各種サーボモーターに広く使われている。ネオジムイオンは固体レーザーにおける最も古典的な活性イオンの一つでもある。ネオジム添加イットリウム・アルミニウム・ガーネット（Nd:YAG）は 1064 nm の近赤外光を出力し、工業用マーキング・切断、眼科手術、レーザー測距、軍用の目標指示に広く用いられる。ガラス工業では酸化ネオジムが着色剤として働き、ガラスの色調を光源によって紫がかった赤から青紫へと変化させ、模造宝石ガラスや特殊なカラーフィルターに使われる。プラセオジムと組み合わせて得られる Pr-Nd ガラスは、溶接用ゴーグルの標準レンズ材料として現在も使われ続けている。
Nd2O3（酸化ネオジム(III)）は、ネオジムにとって最も重要な工業的酸化物である。淡い青紫の粉末で NdFeB 磁石の直接原料の一つであり、世界の酸化ネオジム生産の大部分は磁石メーカー向けに向けられている。レーザー結晶やレーザーガラスのドーパント原料でもあり、ガラス・陶磁器の着色剤やコンデンサーの添加剤としても用いられる。NdCl3（三塩化ネオジム）は希土類抽出分離フローの中間生成物で、溶融塩電解によりネオジム金属または Pr-Nd 金属を得る。それ自体が最終製品になる材料ではない。厳密に言えば NdFeB は金属間化合物 Nd2Fe14B であり、ネオジムの高い磁気結晶異方性と鉄の高い飽和磁化を兼ね備えている。これこそがネオジムが戦略金属となった根本的な理由である。工業的には高温での保磁力を高めるため、さらにジスプロシウムやテルビウムが添加され、磁石成形後には腐食防止のためニッケルまたは亜鉛で電気めっきされる。
