Молибденовый сплав — это цветной сплав, состоящий из молибдена в качестве матрицы и добавления других элементов. Основными легирующими элементами являются титан, цирконий, гафний, вольфрам и редкоземельные элементы. Титан, цирконий и гафний не только играют роль упрочнения твердого раствора в молибденовом сплаве и поддерживают низкотемпературную пластичность сплава, но также образуют стабильную и диффузно распределенную карбидную фазу для улучшения прочности и температуры рекристаллизации сплава. Молибденовый сплав обладает хорошей теплопроводностью, электропроводностью и низким коэффициентом расширения, а также имеет высокую прочность при высокой температуре (1100~1650 градусов), что облегчает обработку, чем вольфрам. Его можно использовать в качестве затвора и анода для электронных ламп, опорного материала для источников электрического света, а также для изготовления литьевых и экструзионных форм, деталей космических аппаратов и т. д. Поскольку сплавы молибдена хрупкие при низких температурах и хрупкие при сварке, а также легко окисляются при высоких температурах, их разработка ограничена. Промышленно производимые сплавы молибдена включают сплавы молибден-титан-цирконий, молибден-вольфрам и редкоземельные сплавы молибдена, причем первый тип используется более широко. Основными методами упрочнения сплавов молибдена являются упрочнение раствором, упрочнение дисперсией и деформационное упрочнение. Пластины, полосы, фольги, трубки, прутки, проволока и профили из сплава молибдена могут быть получены путем пластической обработки, а также могут быть улучшены их прочность и низкотемпературная пластичность.
Среди тугоплавких металлов молибден и его сплавы обладают хорошей теплопроводностью, электропроводностью и низким коэффициентом расширения (аналогично стеклу, используемому для трубок), высокой прочностью при высоких температурах (1100~1650 градусов) и просты в обработке по сравнению с вольфрамом, поэтому их используют в секторе производства электронных ламп (затвор и анод), источников электрического света (материал-носитель), инструментов для обработки металла (формы для литья под давлением и экструзии, перфорированные головки) и в аэрокосмической промышленности. Молибден устойчив к эрозии расплавленного стекла, а его оксиды не загрязняют стекло. С 1943 года молибден используется в стекольной промышленности в качестве нагревательного электрода. Сплав Mo-30W обладает превосходной устойчивостью к коррозии расплавленного цинка и успешно применяется в цинкоплавильной промышленности. Молибден также используется в производстве таких компонентов, как теплообменники и клапаны при производстве серной кислоты.