二氧化镨依据制备方法的不同，在320或360℃开始分解，放出氧气。

氧化镨用于建筑陶瓷和日用陶瓷中，其与陶瓷釉混合制成色釉，也可单独作釉下颜料，制成的颜料呈淡黄色，色调纯正、淡雅；用于制造永磁体。选用廉价的镨钕金属代替纯钕金属制造永磁材料，其抗氧性能和机械性能明显提高，可加工成各种形状的磁体。广泛应用于各类电子器件和马达上；氧化镨用于石油催化裂化。以镨钕富集物的形式加入Y型沸石分子筛中制备石油裂化催化剂，可提高催化剂的活性、选择性和稳定性；用于磨料抛光；另外还用于光纤领域等。
试剂中用于新型三元还原钼氧化物 Pr4Mo9O18 的固态合成，其结构含有过去未知的 Mo7、Mo13 和 Mo19 团簇。新的团簇产物是一种小带隙半导体。

二氧化镨可以通过在水中煮沸Pr6O11或用浓乙酸与之作用得到：
Pr₆O₁₁ + 3 H₂O → 4 PrO₂ + 2 Pr(OH)₃

参见氧化铈。黑色粉末。 不溶于水，能溶于酸生成相应Ⅲ价盐类。用于玻璃、冶金工业，并用作荧光粉添加剂是制镨黄的原料，作陶瓷釉料色彩鲜艳。用于玻璃工业作着色剂，配成绿色，可仿制宝石。用作生产金属镨和制钐、镨、钴永磁合金的原料，及陶瓷器用黄色颜料。用于玻璃、冶金，并用作荧光粉添加剂科研试剂,生化研究用作陶瓷釉，镨黄颜料和稀土永磁合金的原料(Dark brown powder, insoluble in water and soluble in mineral acids)。可用于新型三元还原钼氧化物 Pr4Mo9O18 的固态合成，其结构含有过去未知的 Mo7、Mo13 和 Mo19 团簇萃取法独居石精矿经碱溶、除磷、稀盐酸浸出得氯化稀土溶液，用P2O4-煤油-HCl-ReCl体系萃取，可将稀土混合物分成轻、中、重稀土三组。萃余液La-Nd组轻稀土(含中稀土Sm2O3＜1%)，按草酸盐沉淀次序为：钐、钕、镨、铈、镧，将其进行分离。可将草酸盐沉淀生成可溶性络合物后再沉淀使其分离，经烘干，在1000℃灼烧得氧化镨。其
3Pr2(C2O4)3→Pr6O11+7CO2+11CO