Neodym(III)oxideller neodym sesquioxid er den kemiske forbindelse sammensat af neodym og oxygen med formlen Nd2O3. Det er opløseligt i syre og uopløseligt i vand. Den danner meget lyse gråblå hexagonale krystaller. Den sjældne jordarters blanding didymium, som tidligere menes at være et grundstof, består delvist af neodym(III)oxid.
Neodymoxider en meget uopløselig termisk stabil neodymkilde velegnet til glas, optik og keramik. Primære applikationer omfatter lasere, glasfarvning og toning samt dielektriske stoffer. Neodymoxid er også tilgængelig i pellets, stykker, sputtering-mål, tabletter og nanopowder.