Katalitička svojstva nanočestica cerije se široko koriste kao elektrolitni materijali, u gorivnim ćelijama čvrstog oksida, solarnim ćelijama, za oksidaciju automobilskih goriva i kao dio kompozitnog materijala za oksidaciju izduvnih plinova trodijelnim katalizatorima.

Metoda tretmana ozonizirane vode koja koristi nanocerijev oksid kao katalizator, koja se odlikuje time što se materijal nano cerijevog dioksida dodaje kao katalizator u sustav za prečišćavanje ozonizirane vode kako bi se potaknula degradacija fenolnih organskih zagađivača.
Ceria(CeO2) nano prah ima dobru mehaničku čvrstoću i dobru stabilnost u uslovima katalitičke ozonizacije, a katalitički efekat se može dobro održavati nakon višekratne upotrebe, što je korisno za njegovu praktičnu primenu.

Nano CeO2 je efikasna i ekonomična fotokatalitička komponenta u materijalima retkih zemalja.Može oksidirati i razgraditi razne štetne plinove u bezopasne anorganske tvari.Također može razgraditi mnoge vatrostalne organske tvari u neorganske tvari kao što su CO2 i H2O putem oksidacijskih reakcija.Ima dobru stabilnost u specifičnim uslovima, može se više puta koristiti, a katalitički efekat se može dobro održavati.