Neodimijev nitrat naširoko se koristi u području znanosti o materijalima jer pokazuje mnoga važna svojstva u optičkim materijalima i keramičkim materijalima. U optičkim materijalima, kada se koristi za pripremu optičkog stakla, može promijeniti optička svojstva stakla i povećati indeks loma, što je od velikog značaja za proizvodnju visokokvalitetnih optičkih leća kao što su one za vrhunske fotoaparate leće i teleskopske leće. Može učinkovito smanjiti kromatsku aberaciju i povećati jasnoću i razlučivost slike. Štoviše, u proizvodnji laserskog stakla, kada se doda staklenoj matrici kao dodatak, ono može generirati stimulirano zračenje i izlazni laser s određenim valnim duljinama, igrajući ključnu ulogu u brojnim scenarijima primjene kao što su lasersko rezanje, zavarivanje, medicinski tretmani i mjerenje udaljenosti. Što se tiče keramičkih materijala, za elektroničku keramiku, pri proizvodnji piezoelektrične keramike, može poboljšati piezoelektrična svojstva. Podešavanjem kristalne strukture može poboljšati piezoelektrični učinak i koristi se za proizvodnju elektroničkih komponenti kao što su ultrazvučni pretvornici i senzori tlaka, koji se naširoko koriste u područjima kao što su medicinska ultrazvučna oprema i detekcija industrijske automatizacije. Pri proizvodnji keramičkih kondenzatora može povećati dielektričnu konstantu i stabilizirati dielektrična svojstva, osiguravajući stabilan rad elektroničke opreme.