稀土元素本身具有丰富的电子结构，表现出许多光、电、磁的特性。稀土纳米化后，表现出许多特性，如小尺寸效应、高比表面效应、量子效应、极强的光、电、磁性质、超导性、高化学活性等，能大大提高材料的性能和功能，开发出许多新材料 。在光学材料、发光材料、晶体材料、磁性材料、电池材料、电子陶瓷、工程陶瓷、催化剂等高科技领域，将发挥重要的作用。
目前开发研究和应用的领域 一、稀土发光材料：稀土纳米荧光粉(彩电粉、灯粉)，发光效率提高，将大大减少稀土用量。主要使用Y2O3、Eu2O3、Tb4O7、CeO2、Gd2O3。高清晰度彩色电视的候选新材料。
二、纳米超导材料：使用Y2O3制备的YBCO超导体，特别薄膜材料，性能稳定，强度高，易加工，接近实用阶段，前景广阔。
三、稀土纳米磁性材料：用于磁存储器、磁流体、巨磁阻等，性能大大提高，使器件变得高性能小型化。如氧化物巨磁电阻靶材(REMnO3等)。
四、稀土高性能陶瓷：使用超细或纳米级的Y2O3、La2O3、Nd2O3、Sm2O3等制备的电子陶瓷(电子传感器、PTC材料、微波材料、电容器、热敏电阻等)，电性能、热性能、稳定性得到许多改善，是电子材料升级的重要方面。如纳米Y2O3和ZrO2在较低 温度烧结的陶瓷，具有很强的强度和韧性，用于轴承、刀具等耐磨器件；用纳米Nd2O3、Sm2O3等制作的多层电容、微波器件，性能大大提高。
五、稀土纳米催化剂：在许多化学反应中，使用稀土催化剂，若使用稀土纳米催化剂，催化活性、催化效率将大幅提高。现用的CeO2纳米粉在汽车尾气净化器上，具有活性高、价格低、寿命长的优点，并代替了大部分贵金属，每年用量数千吨。
六、稀土紫外线吸收剂：纳米CeO2粉对紫外线的吸收极强，用于防晒化妆品，防晒纤维，汽车玻璃等。
七、稀土精密抛光：CeO2对玻璃等有较好抛光作用。纳米CeO2则有较高的抛光精密度，已用于液晶显示、硅单晶片、玻璃存储等。
