Source de rayonnement : on utilise des composés de 169Tm « bombardés » avec des neutrons comme source de rayonnement dans des appareils radiographiques portables.
Pigment pour tube cathodique : le sulfure de zinc dopé avec de l'oxyde de thulium (Tm2O3) sert comme substance phosphorescente bleue pour les tubes cathodiques.
Composant pour micro-ondes : on utilise des céramiques magnétiques contenant de l'oxyde de thulium dans les magnétrons (dispositif générateur hyperfréquence, utilisé, par exemple, dans les fours à micro-ondes).
Source de chaleur, entre autres dans des batteries nucléaires composées de l'isotope171Tm. Celui-ci a une demie-vie de 1,92 ans.