Holmium ist ein schweres Seltenerdmetall mit sehr geringer krustaler Häufigkeit, aber es nimmt unersetzliche Positionen in zwei Richtungen ein: starker Magnetismus und Mittelinfrarot-Laser. Das Holmium-Atom hat das höchste effektive Magnetmoment in der Lanthanoidenreihe; die Verwendung von Holmiummetall oder Holmiumlegierungen als Magnetpole und Flusskonzentratoren kann in kleinem Volumen ein äußerst starkes lokales Magnetfeld erzeugen, das in Hochfeld-Kernspinresonanz und Forschungsanlagen für starke Magnetfelder verwendet wird. Holmium-dotierte Yttrium-Aluminium-Granat-Laser (Ho:YAG) emittieren Mittelinfrarotlicht um 2,1 µm; diese Wellenlänge wird von Wasser stark absorbiert, was in der Chirurgie gutes Schneiden und Blutstillung ergibt, und ist weitverbreitet in urologischer Steinzertrümmerung, Prostataresektion, Arthroskopie und Augenheilkunde. Holmium-Ionen weisen zudem charakteristische Absorption bei bestimmten Wellenlängen auf, verwendet zum Färben von Glas und Keramik und als Filter in optischem Glas. Obwohl Holmium nicht in großen Gesamtmengen verwendet wird, ist jede Anwendung eine hochpräzise, wertsteigernde.
Ho2O3 (Holmium(III)-oxid) ist das wichtigste Oxid des Holmium. Es ist ein blass gelbes Pulver und der Ausgangspunkt für die Herstellung von Holmiummetall, Ho:YAG-Laserkristallen und Spezialgläsern; für sich genommen dient es zudem als Glasfarbstoff und als Dotierstoff in optischen Filtern, verwendet zur Herstellung von Standardfiltern, die bestimmte Wellenlängen absorbieren, und zur Kalibrierung der Wellenlänge in Spektroskopiegeräten. HoCl3 (Holmiumtrichlorid) ist ein Zwischenprodukt im Extraktions- und Trennflussbild, verwendet für die elektrolytische Herstellung von Holmiummetall und die Synthese von Holmium-organometallischen Komplexen. Da Holmium-Ionen ein reichhaltiges Energieniveau-Spektrum aufweisen, wird Holmiumoxid zudem als Dotierstoff für bestimmte Mittelinfrarot-Laser und Faserverstärker verwendet sowie als Zusatz in Mikrowellen-Substratkeramiken; obwohl sein Einsatz mengenmäßig gering ist, erscheint es häufig in der Forschung und in hochwertigen optischen Bauteilen.
