ใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตโมลิบดีนัมโลหะ ซึ่งจำเป็นสำหรับการผลิตเหล็กกล้าโลหะผสมและเหล็กกล้าไร้สนิม เพื่อเพิ่มความแข็งแรง ความแข็ง และความต้านทานการกัดกร่อน

ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการกลั่นปิโตรเลียม โดยเฉพาะ hydrodesulfurization เพื่อกำจัดกำมะถันออกจากเชื้อเพลิง

ใช้ในเซรามิก สีผง และสารเคลือบผิวที่ทนทาน เนื่องจากความเสถียร คุณสมบัติสี และความต้านทานอุณหภูมิสูง

ใช้เป็นสารเติมในปุ๋ยเพื่อแก้ไขการขาดโมลิบดีนัมในดิน สนับสนุนการตรึงไนโตรเจนในพืชตระกูลถั่ว

นอกจากนี้ยังใช้ในวัสดุอิเล็กทรอนิกส์ รวมถึงแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน และเป็นสารกันไฟเมื่อผสมกับสารอื่นๆ