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钼主要用于钢铁工业，其中的大部分是以工业氧化钼压块后直接用于炼钢或铸铁，少部分熔炼成钼铁后再用于炼钢。低合金钢中的钼含量不大于1%，但这方面的消费却占钼总消费量的50%左右。不锈钢中加入钼，能改善钢的耐腐蚀性。在铸铁中加入钼，能提高铁的强度和耐磨性能。含钼18%的镍基超合金具有熔点高、密度低和热胀系数小等特性，用于制造航空和航天的各种高温部件。金属钼在电子管、晶体管和整流器等电子器件方面得到广泛应用。氧化钼和钼酸盐是化学和石油工业中的优良催化剂。二硫化钼是一种重要的润滑剂，用于航天和机械工业部门。除此之外，二硫化钼因其独特的抗硫性质，可以在一定条件下催化一氧化碳加氢制取醇类物质，是很有前景的C1化学催化剂。钼是植物所必需的微量元素之一，在农业上用作微量元素化肥。
钼在电子行业有可能取代石墨烯：
美国加州纳米技术研究院(简称CNSI)成功使用MoS2(辉钼，二硫化钼)制造出了辉钼基柔性微处理芯片，这个MoS2为基础的微芯片只有同等硅基芯片的20%大小，功耗极低，辉钼制成的晶体管在待机情况下的功耗为硅晶体管的十万分之一，而且比同等尺寸的石墨烯电路更加廉价!而最大的变化是其电路有很强的柔性，极薄，可以附着在人体皮肤之上。
2011年瑞士联邦理工学院洛桑分校(EPFL)科学家制造出全球第一个辉钼矿微晶片(上面有更小且更节能的电晶体)辉钼是未来取代硅基芯片强力竞争者!领导研究的安德拉斯·基什教授表示，辉钼是良好的下一代半导体材料，在制造超小型晶体管、发光二极管和太阳能电池方面具有很广阔的前景秀，而这次美国加州纳米技术研究院制成的辉钼基柔性微处理芯片未来前景将更加广泛。
同硅和石墨烯相比，辉钼的优势之一是体积更小，辉钼单分子层是二维的，而硅是一种三维材料。在一张0.65纳米厚的辉钼薄膜上，电子运动和在两纳米厚的硅薄膜上一样容易，辉钼矿是可以被加工到只有3 个原子厚的!
辉钼所具有的机械特性也使得它受到关注，有可能成为一种用于弹性电子装置(例如最近出现在弹性薄层晶片设计中的那种)中的材料。 可以用在制造可卷曲的电脑或是能够贴在皮肤上的装置。甚至可以植入人体。
英国《自然·纳米技术》杂志就指出：单层的辉钼材料显示出良好的半导体特性，有些性能超过现在广泛使用的硅和研究热门石墨烯，可望成为下一代半导体材料。
纯钼丝用于高温电炉和电火花加工还有线切割加工；钼片用来制造无线电器材和X射线器材；钼耐高温烧蚀，主要用于火炮内膛、火箭喷口、电灯泡钨丝支架的制造。合金钢中加钼可以提高弹性极限、抗腐蚀性能以及保持永久磁性等，钼是植物生长和发育中所需七种微量营养元素中的一种，没有它，植物就无法生存。动物和鱼类与植物一样，同样需要钼。
钼在其它合金领域及化工领域的应用也不断扩大。例如，二硫化钼润滑剂广泛用于各类机械的润滑，钼金属逐步应用于核电、新能源等领域。由于钼的重要性，各国政府视其为战略性金属，钼在二十世纪初被大量应用于制造武器装备，现代高、精、尖装备对材料的要求更高，如钼和钨、铬、钒的合金用于制造军舰、火箭、卫星的合金构件和零部件。
钼在薄膜太阳能及其他镀膜行业中，作为不同膜面的衬底也被广泛的应用。