Azotatul de neodim este utilizat pe scară largă în domeniul chimic deoarece are proprietăți chimice unice și poate participa la o varietate de reacții chimice ca catalizator sau precursor al catalizatorilor. În sinteza organică, poate cataliza reacții complexe, cum ar fi polimerizarea olefinelor, poate participa la formarea centrilor activi și poate ajuta moleculele de olefină să polimerizeze eficient pentru a forma polimeri cu molecule înalte. Acești polimeri sunt utilizați pe scară largă în producția de materiale precum materiale plastice și cauciuc. Între timp, în ceea ce privește protecția mediului, poate fi folosit pentru a cataliza descompunerea oxidativă a substanțelor nocive precum monoxidul de carbon și oxizii de azot din gazele reziduale, transformându-le în dioxid de carbon și azot inofensiv, ceea ce ajută la reducerea poluării aerului. Tocmai în virtutea rolurilor pe care le joacă în diferite procese chimice are o gamă relativ largă de aplicații în domeniul chimic.