由于稀土元素具有独特的电子结构，它在化学反应中具有良好的助催化性能，目前已成为石化、环境、能源、化工等催化应用领域中不可或缺的重要组分。
一、石油催化裂化催化剂
大分子量原油必需经过稀土分子筛催化剂催化裂化后，才能变成小分子量、短链的烃类。稀土作为助催化材料，在催化裂化催化剂中有重要作用，可增强沸石催化剂的活性、选择性和热稳定性。稀土对分子筛结构和化学性能有良好稳定作用，可使汽油收得率提高4%，使催化剂寿命延长2倍，使炼油成本降低20%，并使裂化装置生产能力提高30%～50%。稀土用作沸石催化剂，以镧的催化活性最强，是镧的最大应用领域。
二、机动车尾气净化催化剂
机动车尾气净化及三效催化剂产业是高附加值、高技术含量的稀土催化材料应用市场。机动车尾气净化催化剂所用的稀土主要是氧化铈、氧化镧、氧化钕和氧化镨等，其中氧化铈是关键成分，由于铈的可变价特性，使得氧化铈具有储放氧功能，可提高尾气净化催化剂的催化性能。稀土作为稳定剂、促进剂应用于活性涂层中。催化剂引入稀土可大幅降低贵金属用量，降低催化剂的制造成本。机动车尾气催化剂未来发展趋势，是针对更加苛刻的排放标准，采用更加合理、科学的催化排放技术与方案，如采用紧密耦合催化剂+主催化剂技术，这意味着汽车尾气催化剂要耐受更高温度（1000℃）的恶劣环境，需要更高性能、耐热稳定性的稀土涂层材料和催化材料。铈锆储氧材料是汽车尾气净化催化剂的关键核心材料，随着国内外机动车尾气排放标准的提高，对高端铈锆储氧材料产品的需求将十分旺盛。
三、天然气催化燃烧催化材料
催化燃烧是一项高效、环保、节能、运行安全的能源优质利用高新技术。与普通火焰燃烧相比，催化燃烧具有燃烧效率高、燃烧稳定、污染物〔一氧化碳、氮氧化物等〕超低排放等优点。中国天然气资源丰富，天然气在国家能源结构中所占比例逐年增加。发展与开发国际先进的高温稀土催化燃烧材料与技术，提高天然气能源高效利用，改变传统的燃烧方式具有重要意义。天然气催化燃烧技术的核心是高性能燃烧催化材料和高效、低排放催化燃烧器，而催化燃烧器的性能很大程度上取决于所选用的催化材料。稀土高温燃烧催化剂具有价格便宜、原料易得、工艺稳定、净化效果好、使用寿命长等优点，稀土复合催化材料如稀土-贵金属等，显示出的高活性和稳定性，是最有可能促进催化燃烧大规模应用的核心技术。
四、有机废气净化催化材料
随着工业化的迅速发展，工业生产中排放的有毒有害废气和使用这些化学品产生的废气已经成为城市主要污染源之一。稀土催化材料由于其良好的催化性能、独特的低温活性、良好的抗中毒能力，在有机废气治理方面已显示出越来越广阔的应用前景。