ลิเทียมไนเตรตถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในการผลิตแบตเตอรี่ที่ใช้ลิเทียม โดยเฉพาะในเซลล์เชื้อเพลิงคาร์บอเนตหลอมเหลว ซึ่งทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบของอิเล็กโทรไลต์ มันเป็นแหล่งของไอออนลิเทียมในงานประยุกต์ทางไฟฟ้าเคมี เนื่องจากมีค่าการนำไฟฟ้าของไอออนสูงเมื่อละลายหรือหลอมละลาย สารประกอบนี้ยังถูกใช้ในระบบถ่ายเทความร้อนและเป็นสารยับยั้งการกัดกร่อนในหอระบายความร้อน

ในอุตสาหกรรมเซรามิกและการผลิตแก้ว ลิเทียมไนเตรตช่วยลดอุณหภูมิการเผาและปรับปรุงความทนทานต่อการกระแทกทางความร้อน นอกจากนี้ ลิเทียมไนเตรตยังถูกใช้ในสารผสมคอนกรีตบางชนิดเพื่อเร่งเวลาในการเซ็ตตัวและเพิ่มความทนทาน คุณสมบัติการดูดซับความชื้นทำให้มีประโยชน์ในระบบบำบัดอากาศสำหรับการควบคุมความชื้น

ลิเทียมไนเตรตยังใช้เป็นสารเติมแต่งในอิเล็กโทรไลต์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและความเสถียรของแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน และในระบบเก็บพลังงานความร้อน เช่น การดูดซับและปล่อยความร้อนในสารละลายเกลือหลอมเหลวสำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ รวมถึงงานวิจัยด้านเคมีและวัสดุศาสตร์ เช่น การสังเคราะห์สารประกอบใหม่หรือเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการเคมีบางอย่าง