Gadolinium on hopeanvalkoinen lantanoidi, joka kuuluu harvinaisiin maametalleihin. Muiden lantanoidien tapaan se muodostaa yleensä yhdisteitä, joissa sen ionin varaus on +3. Sen magneettinen käyttäytyminen on kuitenkin erikoista: lähellä huoneenlämpötilaa metalli muuttuu ferromagneettisesta voimakkaasti paramagneettiseksi. Luonnossa gadolinium esiintyy muiden harvinaisten maametallien seassa esimerkiksi monatsiitti- ja bastnäsiittimineraaleissa. Nimestään huolimatta gadoliniitti sisältää sitä vain pieniä määriä. Gadoliniumin erottamiseksi malmit käsitellään niin, että harvinaiset maametallit liukenevat ja ne voidaan erottaa toisistaan. Gadoliniumyhdisteitä käytetään magneettikuvauksen varjoaineissa, ja alkuaineen kyky sitoa neutroneja on hyödyksi joidenkin ydinreaktorien säätö- ja suojaussovelluksissa.