钼广泛应用于炼制各类合金钢、不锈钢、耐热钢、工具钢、铸铁、轧辊、超级合金和有色金属等的添加剂。在各类合金钢中，钼的含量在0.1-10%之间。钼在大多数情况下与其它合金的添加剂，如铬、锰、钨、铌、和钒等一起使用。在不锈钢中，添加1-4%钼，可增 强不锈钢在腐蚀环境中的耐蚀能力。在氧化环境中，钼可促进迅速形成氧化铬的保护层（不锈钢的基本性质）。在工具钢中，添加0.5-10%钼，可提高工具钢的热更性、耐磨性和耐冲击性。
金属钼主要应用于电子工业，制作高功率真空管、磁控管、加热管、X射线管和闸流管的元件等。
钼的化合物，如三氧化钼、钼酸铵、二钼酸钠、钼酸铵和烷基多钼酸铵等在化学工业领域作催化剂，广泛用于有机合成、氢化、烷化和石油重整等。还有些钼化合物用于颜料、染料和油漆。也用于肥料、维生素的添加剂。
二氧化钼、油溶性有机化合物是一种高级润滑剂，用于汽车、汽轮机等各类重型机械的润滑。金属钼和钼合金也用于制造钼坩埚、耐元件和各式各样的辅助元件。钼与钴、镍、钨、铝和铁一起用来制造各种高性能合金。
