Os cristais LiYF4 exibem uma estrutura tetragonal do tipo Schelita com grupo espacial I41/a. Apresentam propriedades como uma ampla janela de transparência óptica que se estende do ultravioleta (UV) ao infravermelho (IR), baixa energia de fônons (~350 cm-1), elevado band gap (10,77 eV). Estes materiais apresentam alta capacidade de dopagem com íons terras raras (TR) em substituição ao íon ítrio, que apresenta raio iônico semelhante aos TR. Os íons TR, em sua grande maioria, são estáveis em configuração eletrônica 3+. Diferentes íons TR podem ser adicionados a matriz cristalina e podem desempenhar diferentes aplicações em diversas áreas, como na produção de laser de estado sólido. Além disso, sua manipulação em nanoescala torna esses materiais promissores em aplicações biomédicas pois garante maior afinidade com o sistema biológico. Neste sentido, este capítulo relata as principais propriedades dos cristais de LiYF4, os métodos principais de síntese, os íons terras raras que podem ser usados como dopantes nessa matriz e suas diferentes aplicações em áreas como geração de energia, laser de estado sólido e na área biomédica.