相对于轻稀土元素来说，重稀土元素（heavy rare earth element）的原子序数和相对原子质量都会更大一些。更详细地说，重稀土元素又称为钇族稀土，原子序数从64～71，再加上39号元素，即钆（Gd）、铽（Tb）、镝（Dy）、钬（Ho）、铒（Er）、铥（Tm）、镱（Yb）、镥（Lu）和钇（Y）9种元素，它们在理化性质和用途方面与轻稀土元素存在一定区别。
1、钆元素：原子序数64，相对原子质量157.25，外观为银白色，熔点1313℃，密度7.901g/m3，具有一定的延展性和磁性，可以用作磁共振成像诊断的调节剂、石榴石的媒体物质、钐钴磁体的添加剂、X射线荧光屏的基质栅网、反应堆的控制材料和防护材料；可以制造制冷器、光纤和光盘等。
2、铽元素：原子序数65，相对原子质量158.93，外观为银白色，熔点1356℃，密度8.27g/cm3，高温下易空气氧化，用途包括作为磁光贮存材料、三基色荧光粉中的绿粉的激活剂和磁光玻璃添加剂；另外，还是X射线照相使用时必须用到的材料。
3、镝元素：原子序数66，相对原子质量162.50，外观为银白色，熔点1412℃，密度8.55g/cm3，易被氧气氧化，在接近绝对零度时有超导性，主要用作荧光粉激活剂、永磁体添加剂、反应堆控制材料、磁光存贮材料和化工石油的催化剂；另外，还可以制造照明光源镝灯等。
4、钬元素：原子序数67，相对原子质量164.93，外观为银白色，熔点1474℃，密度8.79g/cm3，易被氧气氧化，具有一定的延展性，用途包括作为钇铝石榴石的添加剂、金属卤素灯添加剂和铁磁材料添加剂等。
5、铒元素：原子序数68，相对原子质量167.26，外观为银白色，熔点1529℃，密度9.00g/cm3，在低温下有反铁磁性，在接近绝对零度时有强铁磁性，可以用来制造掺铒光纤放大器、陶瓷器釉彩、稀土玻璃激光材料、眼镜片、结晶玻璃等。
6、铥元素：原子序数69，相对原子质量168.9，外观为银白色，熔点1545℃，密度9.32g/cm3，在空气中稳定，具有一定的延展性，用途包括作医用X光机射线源、荧光粉激活剂、金属卤素灯添加剂，还可以用于临床诊断和治疗肿瘤。
7、镱元素：原子序数70，相对原子质量173.04，外观为银白色，熔点824℃，密度6.54g/cm3，易氧化，有延展性，主要用作屏蔽涂层材料、磁致伸缩材料、稀土玻璃激光材料和磨牙空洞的树脂基填料，还可以制造光纤放大器。
8、镥元素：原子序数71，相对原子质量174.96，光泽介于银和铁之间，熔点1663℃，密度9.84g/cm3，在空气中比较稳定，可以作为石油化工的催化剂、磁泡贮存器的原料、特殊合金的原料等。
9、钇元素：原子序数39，相对原子质量88.90，外观为银白色，熔点1522℃，密度4.68g/cm3，用途包括作合金的添加剂、陶瓷材料、耐高喷涂材料、反应堆燃料的稀释剂、永磁材料添加剂等。
