Niobi có nhiều ứng dụng: nó là thành phần của một vài loại thép không gỉ và hợp kim của các kim loại phi sắt khác. Nó cũng là thành phần bổ sung rất quan trọng cho thép HSLA, được sử dụng rộng rãi làm thành phần cấu trúc cho các ô tô ngày nay. Các hợp kim này rất bền và thường được dùng làm các đường ống. Các ứng dụng khác có:

• Kim loại này có tiết diện bắt nơtron thấp đối với các nơtron nhiệt và vì thế có ứng dụng trong công nghiệp hạt nhân.
• Được dùng trong các que hàn hồ quang cho một số cấp ổn định của thép không gỉ.
• Lượng thích hợp niobi trong dạng ferroniobi và niken niobi độ tinh khiết cao được sử dụng trong các siêu hợp kim gốc niken, coban, sắt trong các ứng dụng như chế tạo các bộ phận của động cơ phản lực, tên lửa và các thiết bị chịu nhiệt.
• Niobi được lượng giá như là vật liệu thay thế cho tantali trong các tụ điện.
• Do niobi và một số hợp kim của niobi là trơ về mặt sinh lý (và vì thế ít gây dị ứng), chúng được sử dụng trong ngành kim hoàn và trong các thiết bị y tế như máy điều hòa nhịp tim. Niobi được xử lý bằng hiđrôxít natri tạo ra các lớp xốp hỗ trợ cho kỹ thuật cấy ghép xương.[1]
• Cùng với titan, tantali, nhôm, niobi cũng có thể được đốt nóng và anôt hóa bằng điện để tạo ra một mảng các màu sử dụng phương pháp gọi là anôt hóa kim loại phản ứng. Điều này làm cho nó trở nên hấp dẫn để sử dụng trong ngành kim hoàn.
• Niobi cũng được bổ sung vào thủy tinh để thu được chiết suất cao hơn, một tính chất được sử dụng trong công nghiệp quang học để chế tạo các loại kính điều hòa mỏng hơn.
• Năm 2005, Sierra Leone làm đồng tiền để tưởng nhớ Giáo hoàng John Paul II có chứa một đĩa vàng 24 cara (100%) được bọc bằng một vòng niobi màu tía.

Niobi trở thành chất siêu dẫn khi hạ nhiệt độ xuống dưới điểm sinh hàn. Ở áp suất thường, nhiệt độ tới hạn cao nhất của nó để có tính siêu dẫn là 9,3 K. Niobi có hiệu ứng Meissner lớn nhất trong số mọi nguyên tố đã biết. Ngoài ra, nó là một trong ba nguyên tố có tính siêu dẫn kiểu II (cùng vanadi và tecneti). Hợp kim niobi-thiếc và niobi-titan được sử dụng như là dây cuốn cho các nam châm siêu dẫn có khả năng tạo ra từ trường cực mạnh. Niobi cũng được sử dụng ở dạng tinh khiết để làm các cấu trúc gia tốc siêu dẫn cho các máy gia tốc hạt.