硝酸铀又称硝酸双氧铀通常用作透射电子显微镜的电子密染。然而，它的0.01%的水溶液也能用作甲基丙烯酸酯聚合时的局部催化剂 硝酸双氧铀溶于水、乙醇、丙酮、醚，但不溶于苯、甲苯和氯仿。水溶液在25C最多能保存56%的无水盐。硝酸双氧铀溶液比醋酸双氧铀溶液稳定，但其染色效率不如后者。在组织嵌入前，使用硝酸双氧铀固定核酸和膜。它通常在切片切割以随后进行染色或进一步增强膜对比度等时使用。双氧铀盐，特别是醋酸双氧铀，也用作病毒和悬浮液中的小细胞器官负染。