Produkcja szkła Dodany do szkła dwutlenek toru pomaga zwiększyć jego współczynnik załamania i zmniejszyć dyspersję. Takie szkło znajduje zastosowanie w wysokiej jakości soczewkach, używanych w i aparatach fotograficznych. Na przestrzeni lat promieniowanie z tych soczewek może je przyciemnić i sprawić, że zżółkną, a także zniszczyć film, jeśli znajdował się w aparacie przez dłuższy czas. Częściej niż dwutlenek toru stosowane są w tym celu tlenki metali ziem rzadkich, takie jak , ponieważ zapewniają one podobne efekty i nie są radioaktywne.
Ceramika Ze względu na niereaktywność i wysoką temperaturę topnienia, tygle z dwutlenku toru z dodatkiem dwutlenku cyrkonu są wykorzystywane do topienia czystych metali w temperaturze 2300 °C. Stanowi ok. 10% przezroczystego materiału ceramicznego .
Radiologia Dawniej wykorzystywany jako środek kontrastujący w radiologii pod nazwą Thorotrast, obecnie zastąpiony przez nieradioaktywne substancje. Stosowanie odczynnika wiązało się ze stukrotnym wzrostem ryzyka zachorowań na nowotwory (m.in.