สารประกอบและโลหะผสมบางชนิดของไนโอเบียมมีอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านของตัวนำยิ่งยวดสูง ดังนั้นจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตตัวนำยิ่งยวดทางอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น เครื่องกำเนิดไฟฟ้าตัวนำยิ่งยวด แม่เหล็กกำลังสูงสำหรับเครื่องเร่งความเร็ว อุปกรณ์เก็บพลังงานแม่เหล็กยิ่งยวด อุปกรณ์สร้างภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านิวเคลียร์ เป็นต้น . ปัจจุบัน วัสดุตัวนำยิ่งยวดที่สำคัญที่สุดคือ ไนโอเบียม-ไทเทเนียม และไนโอเบียม-ดีบุก ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องมือถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กเพื่อการวินิจฉัยทางการแพทย์ และเครื่องมือด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กนิวเคลียร์สำหรับการวิเคราะห์เส้นสเปกตรัม
อุตสาหกรรมการบินและอวกาศเป็นพื้นที่การใช้งานหลักของไนโอเบียมที่มีความบริสุทธิ์สูง ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตจรวด เครื่องยนต์ยานอวกาศ และส่วนประกอบทนความร้อน โลหะผสมความแข็งแรงทางความร้อนของไนโอเบียมและแทนทาลัมมีคุณสมบัติความแข็งแรงทางความร้อนที่ดี ทนความร้อน และคุณสมบัติในการแปรรูป และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตชิ้นส่วนเครื่องยนต์อากาศยานและใบพัดกังหันก๊าซ
ไนโอเบียมมีค่าการนำความร้อนที่ดี มีจุดหลอมเหลวสูง ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี และมีหน้าตัดในการจับนิวตรอนต่ำ ทำให้เป็นวัสดุที่เหมาะสมมากสำหรับเครื่องปฏิกรณ์พลังงานปรมาณู การใช้ไนโอเบียมหลักในอุตสาหกรรมพลังงานปรมาณู ได้แก่ วัสดุหุ้มสำหรับเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ โลหะผสมสำหรับเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ และวัสดุโครงสร้างสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
