Holmiumoxider en forbindelse sammensat af sjældne jordarters grundstoffer holmium og oxygen, med den kemiske formel Ho2O3. Holmiumoxid fremstår som et lysegult eller gult pulver ved stuetemperatur og -tryk, og dets udseende farve kan ændre sig på grund af forskellige lysforhold. For eksempel kan holmiumoxid under sollys virke lysegult, mens det under trefarvede lyskilder kan virke stærkt orange-rødt. Denne farveændring er relateret til phosphorescensemissionsbåndet og gitterdefekter af holmiumoxid. Derudover er densiteten af holmiumoxid relativt høj, generelt mellem 8.168.36 g/cm³, med et meget højt smeltepunkt på 23672415 grader og et højere kogepunkt på omkring 3900 grader. Holmiumoxid er en relativt stabil forbindelse, men den kan også undergå kemiske reaktioner under visse forhold. Det er uopløseligt i vand, men opløseligt i syrer som perchlorsyre. Denne opløselighed giver holmiumoxid en unik fordel ved fremstilling af bestemte specifikke opløsninger eller til kemiske reaktioner. Derudover har holmiumoxid også stærk paramagnetisme, hvilket gør det til et af de stoffer, der er kendt for at have den stærkeste paramagnetisme. Denne egenskab gør, at den har potentiel anvendelsesværdi inden for magnetiske materialer.
Holmiumoxidkan bruges til at fremstille specialfarvet glas. Glas indeholdende holmiumoxid udviser en række skarpe absorptionstoppe i det synlige lysområde, som giver glasset en unik farveeffekt. Derfor bruges holmiumoxid ofte som gult og rødt farvestof til glas.
På grund af de skarpe absorptionstoppe af glas og opløsninger, der indeholder holmiumoxid inden for et specifikt bølgelængdeområde, kan disse absorptionstoppe bruges som standarder til kalibrering af spektrofotometre. Denne applikation gør, at holmiumoxid spiller en vigtig rolle i spektralanalyse.
Holmium oxid kan også bruges til at fremstille nye lyskilder - dysprosium holmium lamper. Dysprosium holmium lamper har unikke spektrale egenskaber og lyseffektivitet og er meget udbredt inden for belysning, display og andre områder.
Som andre sjældne jordarters grundstoffer bruges holmiumoxid også som en speciel katalysator og lasermateriale. Bølgelængden af en holmiumlaser er omkring 2,08 μm, hvilket er uskadeligt for øjnene og kan bruges inden for områder som medicin, optisk radar, vindhastighedsmåling og atmosfærisk overvågning.
Desudenholmiumoxidkan også bruges som tilsætningsstof til yttriumjern eller yttriumaluminiumgranat og som råmateriale til fremstilling af metallisk holmium.