Il cesio ha applicazioni in tubi a vuoto, orologi atomici, esplorazione petrolifera ed elettronica. La diversità degli usi del cesio è il risultato del suo elevato numero di isotopi, la maggior parte di qualsiasi elemento.
La tendenza del cesio a legarsi facilmente all'ossigeno lo rende un buon getter nei tubi a vuoto. Un getter è un elemento che si lega e rimuove i gas di traccia. Il cesio è anche utile nelle fotocellule grazie alla sua capacità di convertire la luce in flusso di elettroni. Il vapore di cesio è spesso un componente di lampade a vapore e laser.
L'isotopo del cesio-133 è parte di alcuni degli orologi atomici più precisi al mondo. Gli orologi al cesio forniscono uno standard per la misurazione del tempo. Le stime attuali pongono l'accuratezza degli orologi al cesio contemporanei a 2 secondi ogni 66 milioni di anni; questo significa che un orologio al cesio durante il periodo dei dinosauri è solo impreciso di 2 secondi.
Il formiato di cesio svolge un ruolo importante nell'esplorazione del petrolio come fluido di perforazione. I fluidi di perforazione lubrificano le parti del trapano e aiutano a fornire stabilità al pozzo durante la perforazione. Il cesio è relativamente non tossico rispetto ad altri fluidi di perforazione. Mentre il cesio è costoso, è recuperabile e disponibile per un uso successivo. Il cesio è anche biodegradabile.
