Каталітичні властивості наночастинок діоксиду церію широко використовуються як електролітні матеріали, у твердооксидних паливних елементах, сонячних елементах, для окислення автомобільного палива, а також як частина композиційного матеріалу для окислення вихлопних газів трикомпонентними каталізаторами.

Спосіб очищення озонованої води з використанням нанооксиду церію як каталізатора, який характеризується тим, що нанодіоксид церію додається як каталізатор у систему очищення озонованої води для сприяння розкладанню фенольних органічних забруднювачів.
Нанопорошок церії (CeO2) має хорошу механічну міцність і хорошу стабільність в умовах каталітичного озонування, і каталітичний ефект може добре підтримуватися після багаторазового використання, що є корисним для його практичного застосування.

Nano CeO2 є ефективним і економічним фотокаталітичним компонентом у рідкоземельних матеріалах. Він може окислювати і розкладати різні шкідливі гази на нешкідливі неорганічні речовини. Він також може розкладати багато тугоплавких органічних речовин на неорганічні речовини, такі як CO2 і H2O, за допомогою реакцій окислення. Він має гарну стабільність у певних умовах, може бути повторно використаний багато разів, і каталітичний ефект може добре підтримуватися.