納米氧化鎳的應用領域廣泛，以下主要介紹其應用研究相對廣泛的幾個方面：

1 催化劑

由于納米氧化鎳具有很大的比表面積，在眾多過渡金屬氧化物催化劑中氧化鎳有著很好的催化特性，且納米氧化鎳與其他材料復合時，其催化作用能得到進一步加強。有人采用具有規則孔洞的二氧化硅骨架包裹納米氧化鎳復合材料研究氧化鎳催化氧化有機胺取得較好的效果。由于這種納米氧化鎳復合材料兼具納米顆粒比表面積高和二氧化硅表面微孔豐富的特點，所以使催化反應接觸面積和擴散效率都得到明顯加強。

2 電容器電極

廉價的金屬氧化物如NiO、Co₃O₄ 和MnO₂可以代替諸如RuO₂等貴重金屬氧化物作為電極材料制造超級電容器，其中氧化鎳的制備方法簡單、價格低廉，因此受到人們的關注。納米氧化鎳制備的電極電容通常能達到300F/g左右，循環次數多達50O～1000次。

3 光吸收材料

由于納米氧化鎳在光吸收譜上表現為選擇性光吸收，此類材料在光開關、光計算、光信號處理等領域有其應用價值。有研究以多孔陽極鋁氧化物(AAO)為模板制備出長約60μm、外徑約200nm的氧化鎳納米管，其光吸收帶寬比單純的大塊晶體氧化鎳要窄，從而表現出更好的選擇性光吸收特性。

4 氣敏傳感器

由于納米氧化鎳是一種半導體材料，利用氣體的吸附而使其電導率發生變化可以制作氣敏電阻。有人研究出了納米級復合氧化鎳薄膜制備傳感器，它能對室內的有毒氣體一甲醛進行監控。也有人應用氧化鎳薄膜制備出在室溫下可以操作的H₂氣敏元件。

納米氧化鎳在光學、電學、磁學、催化、生物等領域的應用也將得到進一步的開發。