Katalitske lastnosti cerijevih nanodelcev se pogosto uporabljajo kot elektrolitski materiali, v gorivnih celicah s trdnim oksidom, sončnih celicah, za oksidacijo avtomobilskih goriv in kot del kompozitnega materiala za oksidacijo izpušnih plinov s tripartitnimi katalizatorji.

Metoda obdelave ozonizirane vode z uporabo nanocerijevega oksida kot katalizatorja, za katero je značilno, da je material nanocerijevega dioksida dodan kot katalizator v sistemu za obdelavo ozonizirane vode za spodbujanje razgradnje fenolnih organskih onesnaževal.
Ceria (CeO2) nano prah ima dobro mehansko trdnost in dobro stabilnost v pogojih katalitičnega ozoniranja, katalitični učinek pa se lahko dobro ohrani po večkratni uporabi, kar je koristno za njegovo praktično uporabo.

Nano CeO2 je učinkovita in ekonomična fotokatalitična komponenta v materialih redkih zemelj.Lahko oksidira in razgradi različne škodljive pline v neškodljive anorganske snovi.Z oksidacijskimi reakcijami lahko tudi razgradi številne ognjevarne organske snovi v anorganske snovi, kot sta CO2 in H2O.Ima dobro stabilnost v določenih pogojih, lahko se večkrat ponovno uporabi, katalitični učinek pa se lahko dobro ohrani.