Cäsium findet Anwendung in Vakuumröhren, Atomuhren, Erdölförderung und Elektronik. Die vielfältigen Verwendungsmöglichkeiten von Cäsium sind auf seine hohe Anzahl an Isotopen zurückzuführen, die von allen Elementen die meisten sind.
Die Neigung von Cäsium, sich leicht an Sauerstoff zu binden, macht es zu einem guten Getter in Vakuumröhren. Ein Getter ist ein Element, das Spurengase bindet und entfernt. Cäsium ist aufgrund seiner Fähigkeit, Licht in Elektronenfluss umzuwandeln, auch in photoelektrischen Zellen nützlich. Cäsiumdampf ist oft ein Bestandteil von Dampflampen und Lasern.
Das Cäsium-133-Isotop ist Teil einiger der genauesten Atomuhren der Welt. Cäsiumuhren bieten einen Standard für die Zeitmessung. Aktuelle Schätzungen beziffern die Genauigkeit heutiger Cäsiumuhren auf 2 Sekunden alle 66 Millionen Jahre; Dies bedeutet, dass eine Cäsiumuhr, die während der Zeit der Dinosaurier gestellt wurde, nur um 2 Sekunden ungenau ist.
Cäsiumformiat spielt als Bohrspülung eine wichtige Rolle bei der Erdölexploration. Bohrflüssigkeiten schmieren Bohrerteile und tragen dazu bei, dem Bohrloch während des Bohrens Stabilität zu verleihen. Cäsium ist im Vergleich zu anderen Bohrspülungen relativ ungiftig. Obwohl Cäsium teuer ist, ist es rückgewinnbar und für die spätere Verwendung verfügbar. Cäsium ist auch biologisch abbaubar.