ใช้หลักในการแยกและทำให้บริสุทธิ์เนโอไดเมียมจากส่วนผสมของธาตุหายาก ความละลายต่ำในน้ำช่วยให้เกิดการตกตะกอนแบบเลือกสรร ทำให้มีคุณค่าในกระบวนการไฮโดรเมทัลลูร์จีเพื่อแยกเนโอไดเมียมจากแร่หรือวัสดุรีไซเคิล หลังจากการตกตะกอน ออกซาเลตเนโอไดเมียมมักถูกเผา (calcined) เพื่อผลิตออกไซด์เนโอไดเมียม ซึ่งนำไปใช้ในการผลิตแม่เหล็กถาวรที่มีความแรงสูงสำหรับอิเล็กทรอนิกส์ มอเตอร์ไฟฟ้า และกังหันลม

นอกจากนี้ยังใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตวัสดุแม่เหล็ก โดยเฉพาะแม่เหล็กเนโอไดเมียม ซึ่งนิยมใช้ในมอเตอร์ไฟฟ้า เครื่องกำเนิดไฟฟ้า และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก เช่น หูฟัง และฮาร์ดดิสก์

ยังใช้เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารประกอบเนโอไดเมียมอื่น ๆ ที่ใช้ในอุตสาหกรรมเซรามิกส์และแก้ว เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางแสง เช่น การดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลต และการให้สีเฉพาะในผลิตภัณฑ์แก้วหรือกระจก ในงานวิจัย ใช้เป็นสารตั้งต้นในการเตรียมออกไซด์ของเนโอไดเมียมที่มีความบริสุทธิ์สูงสำหรับการพัฒนาวัสดุใหม่ ๆ ที่ต้องการคุณสมบัติแม่เหล็กหรือออปติคัลเฉพาะทาง รวมถึงตัวเร่งปฏิกิริยา 기반เนโอไดเมียม