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氧化鉍在催化劑方面的應用，主要有三類：一類是鉬鉍催化劑，是用于氧化反應的一種效果好而又經濟的催化材料，在工業應用中可作為丙烯氧化為丙烯醛、從丙烯制備丙烯臘、氧化脫氫制備丁二烯、丁二烯氧化為呋喃等過程的催化劑；二類是釔鉍催化劑，摻雜了氧化釔的氧化鉍材料，是一種非常有吸引力的催化劑。三類是燃速催化劑，氧化鉍正在逐步取代氧化鉛，成為固體推進劑中重要的催化劑。因為氧化鉛有毒，對工作人員和環境有著直接或間接的危害。在其他方面的用途還包括作為核廢物吸收材料、顯像管蔭罩涂層、無毒煙花（已大量應用）、氧化鉍薄膜還用于光學涂層、光電子器件、透明陶瓷玻璃的生產等。

氧化鉍制備方法：
一、化學沉淀法
化學沉淀法是將金屬鉍溶解制得鉍鹽溶液,然后加入沉淀劑和一定量的分散劑或絡合劑,經過濾、洗滌、焙燒等來制取Bi2O3 粉體。此法工藝簡單,易控制,易操作,易于實現規模化工業生產,而且環境污染小,是目前常用的制備超細Bi2O3粉體的方法之一。
但由于沉淀過程中沉淀產物復雜,成核凝聚過程難于控制,因而產品顆粒的均勻性較差,粒度大小也難以保證。

電解質材料γ-Bi2O3是用于固體氧化物燃料電池或氧傳感器的一種極具潛力的電解質材料，比現有的鋯系電解質材料在相同溫度下的導電性高1-2個數量級，傳導性比ZrO2 和CeO2 好得多。Bi2O3可作為檢測NO氣體的半導體傳感材料,其選擇性比常用的SnO2 高得多；光電材料氧化鉍基玻璃由于具備非常優秀的光學性能，如高的折射率、紅外傳輸和非線性光學性，因而在光電裝置、光纖傳輸等的材料應用方面具有非常大的吸引力。氧化鉍在鉍系超導材料原料粉中的含量接近30％，純度為4N。

高純超細氧化鉍應用于制造新型高性能陶瓷和半導體，還可用于顏料、涂料的制備和鉍基氧化物超導體的研制和開發。國外已有國家開發出用于半導體和熱點裝置的高純氧化鉍，該高純氧化鉍的質量要求純度達到99.999%，粒度分布范圍窄（約1μm），主要技術關鍵是高純和超細。工藝是濕法提純、磨碎或高溫蒸發、氧化冷凝。