Các đặc tính xúc tác của hạt nano ceria được sử dụng rộng rãi làm vật liệu điện phân, trong pin nhiên liệu oxit rắn, pin mặt trời, để oxy hóa nhiên liệu ô tô và là một phần của vật liệu tổng hợp để oxy hóa khí thải bằng chất xúc tác ba bên.

Phương pháp xử lý nước bằng ozon hóa sử dụng oxit nano ceric làm chất xúc tác, đặc trưng ở chỗ vật liệu nano cerium dioxide được thêm vào làm chất xúc tác trong hệ thống xử lý nước bằng ozon hóa nhằm thúc đẩy quá trình phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ phenolic.
Bột nano Ceria(CeO2) có độ bền cơ học tốt và độ ổn định tốt trong điều kiện ozon hóa xúc tác, và hiệu ứng xúc tác có thể được duy trì tốt sau khi sử dụng nhiều lần, có lợi cho ứng dụng thực tế của nó.

Nano CeO2 là thành phần quang xúc tác hiệu quả và tiết kiệm trong vật liệu đất hiếm. Nó có thể oxy hóa và phân hủy các loại khí độc hại khác nhau thành các chất vô cơ vô hại. Nó cũng có thể phân hủy nhiều chất hữu cơ chịu lửa thành các chất vô cơ như CO2 và H2O thông qua các phản ứng oxy hóa. Nó có độ ổn định tốt trong các điều kiện cụ thể, có thể được tái sử dụng nhiều lần và hiệu ứng xúc tác có thể được duy trì tốt.