Óxido de neodimio (III)o sesquióxido de neodimio es el compuesto químico compuesto de neodimio y oxígeno con la fórmula Nd2O3. Es soluble en ácido e insoluble en agua. Forma cristales hexagonales de color azul grisáceo muy claro. La mezcla de tierras raras didimio, que antes se creía que era un elemento, está compuesta parcialmente de óxido de neodimio (III).
Óxido de neodimioes una fuente de neodimio altamente insoluble y térmicamente estable adecuada para aplicaciones de vidrio, óptica y cerámica. Las aplicaciones principales incluyen láseres, coloración y teñido de vidrio y dieléctricos. El óxido de neodimio también está disponible en gránulos, piezas, objetivos de pulverización catódica, tabletas y nanopolvo.