El samario es una tierra rara de abundancia media, medio-pesada, cuya forma elemental funciona principalmente a través de aleaciones. Su producto más conocido es el imán permanente de samario-cobalto. Aunque los imanes SmCo (SmCo5 y Sm2Co17) tienen un producto energético inferior al del NdFeB, permanecen estables a temperaturas de alrededor de 300 °C, son resistentes a la oxidación y a la corrosión, y tienen un bajo coeficiente de temperatura. Por ello se usan en sensores aeroespaciales, giroscopios de guiado de misiles, tubos de onda viajera militares, motores de alta velocidad e instrumentos petroleros de fondo de pozo —aplicaciones donde las exigencias de temperatura y fiabilidad son severas. En el ámbito nuclear, el samario-149 es un veneno de neutrones potente con una capacidad de absorción de neutrones extremadamente alta y se utiliza en materiales de control de reactores y monitorización del quemado. El samario-153 radiactivo se usa también para aliviar el dolor de pacientes con cáncer y metástasis óseas. El samario se emplea además en electrodos de lámparas de arco de carbón, condensadores cerámicos y ciertos catalizadores de hidrogenación —aplicaciones de pequeño volumen pero, no obstante, insustituibles.
Sm2O3 (óxido de samario(III)) es el óxido principal del samario. Es un polvo blanco amarillento pálido y el punto de partida para producir metal de samario, imanes SmCo y diversos compuestos de samario. Por sí solo se utiliza también para fabricar vidrio óptico absorbente de infrarrojos y dieléctricos de condensadores cerámicos, y sirve como catalizador y aditivo químico. SmCo5 es el compuesto intermetálico de primera generación del sistema samario-cobalto; con su alta temperatura de Curie y su gran coercitividad, es el grado principal de imanes permanentes utilizados en aeroespacio y defensa. El Sm2Co17 de segunda generación eleva aún más el producto energético y la temperatura máxima de operación. SmCl3 (tricloruro de samario) es un intermedio en el diagrama de flujo de extracción y separación, utilizado para la producción electrolítica de metal de samario y la síntesis de otros compuestos de samario, y no entra por sí mismo en los productos finales.
