Samari(III) oxide được sử dụng trong thủy tinh hấp thụ quang học và hồng ngoại để hấp thụ bức xạ hồng ngoại. Ngoài ra, nó cũng được sử dụng làm chất hấp thụ neutron trong các thanh điều khiển cho các lò phản ứng năng lượng hạt nhân. Oxide xúc tác quá trình khử nước và khử hydro của alcohol bậc một và bậc hai.[2] Hợp chất cũng được sử dụng để điều chế các muối samari khác.[3]