Він використовується як поглинач нейтронів в аварійних системах відключення в деяких ядерних реакторах, зокрема типу CANDU. Гадоліній також використовується в морських ядерних установках як отрута для ядерної реакції. Гадоліній має незвичайні металургійні властивості, всього лише 1% гадолінію підвищує працездатність та стійкість заліза, хрому, та пов'язаних з ними сплавів до високих температур і окислення.