ใช้ในงานวิจัยด้านวัสดุศาสตร์ โดยเฉพาะในการสังเคราะห์วัสดุที่มีคุณสมบัติแม่เหล็กเฉพาะตัว เนื่องจากโฮลเมียมมีโมเมนต์แม่เหล็กสูง จึงเหมาะสำหรับการพัฒนาแม่เหล็กประสิทธิภาพสูงในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก นิยมใช้เป็นตัวตั้งต้นในการผลิตสารประกอบเซรามิกส์ที่ใช้ในเลเซอร์และอุปกรณ์ออปติคัลที่ต้องการความแม่นยำสูง นอกจากนี้ยังนำไปใช้ในงานด้านชีวเคมีเพื่อศึกษาบทบาทของธาตุหายากในระบบชีวภาพ และสามารถใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในปฏิกิริยาเคมีบางประเภทที่ต้องการความเฉพาะเจาะจงสูง