Samarium hat keine biologische Funktion; einige Samarium-Salze sind leicht toxisch.
Samarium-Salze stimulieren den Stoffwechsel, aber es ist unklar, ob dies vom Samarium oder von anderen Lanthaniden kommt, die mit Sm vorhanden sind. Samarium wird von Pflanzen nicht in messbaren Konzentrationen aufgenommen und gehört daher normalerweise nicht zur menschlichen Ernährung. Einige Pflanzen und Gemüse können jedoch bis zu 1 Teil pro Million Samarium enthalten. Unlösliche Salze von Samarium sind ungiftig und die löslichen sind nur leicht toxisch. Bei der Einnahme werden nur 0,05% der Samarium-Salze in den Blutkreislauf aufgenommen, der Rest wird ausgeschieden. Aus dem Blut gelangen 45% zur Leber und 45% werden auf der Oberfläche der Knochen abgelagert, wo sie 10 Jahre verbleiben; die verbleibenden 10% werden ausgeschieden.
Der radioisotop Samarium-153 ist der aktive Bestandteil des Medikaments Samarium-Lexidronam (Quadramet), das Krebszellen bei Lungenkrebs, Prostatakrebs, Brustkrebs und Osteosarkom abtötet.
Samarium wird in Alkoholreagenzien, Lasern und bei der Färbung von speziellen infrarotabsorbierenden Gläsern verwendet. Es wird auch als Neutronenabsorber in Kernreaktoren, Infrarotgeräten, Kopfhörern und Miniaturlautsprechern, Katalysatoren, Keramiken und Elektronik eingesetzt. Weitere Verwendungen von Samarium umfassen die Katalyse chemischer Reaktionen, die radioaktive Datierung und Röntgenlaser, sowie Samarium-Kobalt-Magnete. Samarium(II)-iodid ist ein Reduktionsmittel. Ein weiteres Isotop, Samarium-149, ist ein starker Neutronenabsorber und befindet sich in Steuerstäben von Kernreaktoren.
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