氧化鈮薄膜由于*的物理和化學性質被廣泛地用于光學干涉濾波器、電化色薄膜和氣體傳感器中。

它光學波導損耗小，對紫外有較強的吸收，可作紫外敏感材料的保護膜，是一種具有優異光學性能的材料。它也是性能優良的電致變色材料，它的電致變色性能可與獲得廣泛研究的WO3的性能相媲美，而且氧化鈮與氧化鎳也能組成性能匹配的互補性電致變色玻璃。

氧化鈮薄膜高折射率、大光學帶隙、高化學穩定性和抗腐蝕性等性能使得其被廣泛的運用于生產生活中。

目前制備氧化鈮薄膜的方法主要有電子束蒸發、離子束反應濺射法、反應磁控濺射法和溶膠凝膠法等。不同的沉積方法和制備過程參數對制備薄膜的結構、形貌和光學質量等有很大影響。