Керамічні матеріали, до складу яких входить оксид самарію, використовують як захисні матеріали в реакторобудуванні. Самарій і його сполуки — важливий для атомної енергетики: самарію властивий великий поперечний переріз захоплення теплових нейтронів — близько 6500 барн, що більше, ніж у бору і кадмію — традиційних матеріалів регулюючих стрижнів. Сполуки самарію — добавка-активатор до скла, здатного люмінесціювати (дає одиничні спалахи) і використовуються при дослідженнях інфрачервоного випромінювання в астрономії, для виявлення шкідливого радіоактивного випромінювання в ядерних лабораторіях. Самарій застосовують для активації оксидних катодів, у виробництві люмінофорів, синтетичних залізних гранатів, керамічних конденсаторів, каталізаторів, пігментів тощо.