De katalytische eigenschappen van ceriumoxide-nanodeeltjes worden veel gebruikt als elektrolytmaterialen, in vaste-oxidebrandstofcellen, zonnecellen, voor de oxidatie van autobrandstoffen en als onderdeel van het composietmateriaal voor de oxidatie van uitlaatgassen door tripartiete katalysatoren.

Een geozoniseerde waterbehandelingsmethode waarbij nanoceriumoxide als katalysator wordt gebruikt, met het kenmerk dat nanoceriumdioxidemateriaal als katalysator wordt toegevoegd aan het geozoniseerde waterbehandelingssysteem om de afbraak van fenolische organische verontreinigende stoffen te bevorderen.
Ceria (CeO2) nanopoeder heeft een goede mechanische sterkte en goede stabiliteit onder katalytische ozonisatieomstandigheden, en het katalytische effect kan na herhaald gebruik goed worden gehandhaafd, wat gunstig is voor de praktische toepassing ervan.

Nano CeO2 is een efficiënte en economische fotokatalytische component in zeldzame aardmetalen. Het kan verschillende schadelijke gassen oxideren en ontleden tot onschadelijke anorganische stoffen. Het kan ook veel vuurvaste organische stoffen ontleden in anorganische stoffen zoals CO2 en H2O door middel van oxidatiereacties. Het heeft een goede stabiliteit onder specifieke omstandigheden, kan vele malen hergebruikt worden en het katalytische effect kan goed behouden blijven.