Благодаря высокой температуре плавления, большой способности к эмиссии электронов, способности адсорбировать при нагревании различные газы металлический ниобий применяется в вакуумной технике, радиотехнике, радиолокационной и рентгеновской аппаратуре. Поскольку металлический ниобий обладает сверхпроводимостью, его используют  в вычислительных машинах (для криотронов).

Металлический ниобий применяется для получения жаропрочных, тугоплавких, кислотостойких, магнитных, сверхтвёрдых, термостойких и неокисляющихся сплавов.

Сплавы ниобия, будучи термостойкими сплавами, с превосходными техническими характеристиками, незаменимы в областях техники высоких скоростей; это материал для сверхзвуковых самолетов, ракет, межпланетных станций и др. Стали, содержащие ниобий, используются в реактивных турбинах, цилиндрах высокого давления и вращающихся деталях, подвергающихся различным сильным воздействиям. Поскольку металлический ниобий увеличивает прочность сварки, стали, содержащие ниобий, служат для сварки металлов. При получении сталей с ниобием используется феррониобий, а не металлический ниобий.

Благодаря своим свойствам металлический ниобий может заменять платину; он служит для изготовления тиглей, капсул, дисстиляционных приборов в химических лабораториях.

Карбид ниобия с карбидом вольфрама, молибдена, титана и др. металлов служит для получения самых термостойких сверхтвердых сплавов.

Из перечисленных областей применения металлического ниобия и его сплавов, очевидно, что это один из наиболее ценных металлов современной технике.

С физиологической точки зрения соли ниобия относятся к слабо токсичным веществам, их биологическая роль не обнаружена.