Thorium ist schwach radioaktiv. Es wurde als Ersatz für Uran als Kernbrennstoff in Kernreaktoren vorgeschlagen, und mehrere Thoriumreaktoren wurden gebaut. Thorium wird auch zur Beschichtung von Wolframdrähten in elektrischen und Schweißgeräten, für Hochtemperatur-Schmelztiegel und für Gläser, einschließlich Kamera-und wissenschaftlicher Instrumentenlinsen, verwendet. Weitere Anwendungen von Thorium umfassen hitzebeständige Keramiken, Flugzeugtriebwerke und Glühbirnen. Thorium kann Legierungen mit vielen anderen Metallen bilden.
Beginnend im Jahr 1899 untersuchten der neuseeländische Physiker Ernest Rutherford und der amerikanische Elektroingenieur Robert Bowie Owens die Strahlung von Thorium; erste Beobachtungen zeigten, dass sie erheblich variierte. Es wurde festgestellt, dass diese Variationen von einer kurzlebigen gasförmigen Tochter des Thoriums stammten, die sie als ein neues Element identifizierten, das heute Radon genannt wird.
In den 1920er Jahren wurde die Radioaktivität von Thorium als Heilmittel gegen Rheuma, Diabetes und sexuelle Impotenz beworben. 1932 wurden die meisten dieser Anwendungen in den Vereinigten Staaten nach einer Bundesuntersuchung über die gesundheitlichen Auswirkungen der Radioaktivität verboten. 10.000 Personen in den Vereinigten Staaten waren während der Röntgendiagnose mit Thorium injiziert worden; später stellte sich heraus, dass sie in Folge an gesundheitlichen Problemen wie Leukämie und abnormalen Chromosomen litten. Das öffentliche Interesse an Radioaktivität war nach Ende der 1930er Jahre zurückgegangen.
Die nicht radioaktivitätsbezogenen Anwendungen von Thorium sind seit den 1950er Jahren aufgrund von Umweltbedenken, die größtenteils aus der Radioaktivität von Thorium und seinen Zerfallsprodukten resultieren, rückläufig.
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