สารละลาย Tm ถูกใช้เป็นหลักในงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์ โดยเฉพาะในด้านฟิสิกส์และวัสดุศาสตร์ เนื่องจากมีคุณสมบัติแม่เหล็กที่โดดเด่น จึงนิยมใช้ในระบบแม่เหล็กเฉพาะทาง เช่น แม่เหล็กในเครื่องมือวิเคราะห์ความละเอียดสูง นอกจากนี้ยังใช้ในเทคโนโลยีการให้แสง เช่น แหล่งกำเนิดแสงในเลเซอร์อินฟราเรด หรือในอุปกรณ์แสดงผลที่ต้องการความแม่นยำสูง ยังมีการประยุกต์ใช้ในงานแพทย์ เช่น ตัวติดตามในภาพถ่ายทางการแพทย์ระดับโมเลกุล และการศึกษาชีวเคมีของเซลล์บางประเภทที่ต้องการไอออนหายากเพื่อกระตุ้นหรือติดตามกระบวนการภายใน