สารละลายโมลิบดีนัม (Mo solution) มักใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตวัสดุเซมิคอนดักเตอร์และฟิล์มบางนำไฟฟ้า โดยเฉพาะในกระบวนการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ชนิด thin-film เช่น CIGS (Copper Indium Gallium Selenide) ซึ่งโมลิบดีนัมทำหน้าที่เป็นชั้นตัวนำไฟฟ้าด้านหลัง (back contact) ที่มีความเสถียรและนำไฟฟ้าได้ดี นอกจากนี้ สารละลายโมลิบดีนัมยังใช้ในอุตสาหกรรมเคลือบผิวเพื่อเพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อนและการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง รวมถึงใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการทางเคมีหลายประเภท โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี ในงานวิจัยด้านนาโนเทคโนโลยี สารละลายนี้ยังถูกนำไปใช้ในการสังเคราะห์อนุภาคนาโนของสารประกอบโมลิบดีนัม เช่น MoS₂ ซึ่งมีศักยภาพในการใช้ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ซูเปอร์คาปาซิเตอร์ และเซนเซอร์ต่าง ๆ