A molibdénötvözet egy színesfém ötvözet, amely mátrixként molibdénből és egyéb elemek hozzáadásával áll. A fő ötvözőelemek a titán, cirkónium, hafnium, volfrám és ritkaföldfém elemek. A titán, cirkónium és hafnium elemek nemcsak szilárd oldaterősítő szerepet töltenek be a molibdénötvözetben és fenntartják az ötvözet alacsony hőmérsékletű plaszticitását, hanem stabil és diffúz eloszlású karbid fázist is képeznek, hogy javítsák az ötvözet szilárdságát és átkristályosodási hőmérsékletét. A molibdénötvözet jó hővezető képességgel, elektromos vezetőképességgel és alacsony tágulási együtthatóval rendelkezik, és nagy szilárdságú magas hőmérsékleten (1100-1650 fok), ami könnyebben feldolgozható, mint a volfrám. Használható elektroncsövek kapujaként és anódjaként, elektromos fényforrások támasztóanyagaként, valamint fröccsöntő és extrudáló öntőformák, űrhajóalkatrészek stb. készítéséhez. Mivel a molibdénötvözetek alacsony hőmérsékleten és hegesztéskor törékenyek, ill. magas hőmérsékleten könnyen oxidálódnak, fejlődésük korlátozott. Az iparilag előállított molibdénötvözetek közé tartoznak a molibdén-titán-cirkónium, molibdén-volfrám és molibdén ritkaföldfém ötvözetek, és az első típust szélesebb körben használják. A molibdénötvözetek fő erősítési módszerei az oldatos erősítés, a csapadékos erősítés és a munkaedzés. A molibdénötvözet lemezek, szalagok, fóliák, csövek, rudak, huzalok és profilok műanyagfeldolgozással készíthetők, szilárdságuk és alacsony hőmérsékletű plaszticitásuk is javítható.
A tűzálló fémek közül a molibdén és ötvözetei jó hővezető képességgel, elektromos vezetőképességgel és alacsony tágulási együtthatóval rendelkeznek (hasonlóan a csövekhez használt üveghez), nagy szilárdságúak magas hőmérsékleten (1100-1650 fok), és könnyen feldolgozhatók a volfrámhoz képest, így az elektroncsövek (kapu és anód), az elektromos fényforrás (tartóanyag), a fémmegmunkáló szerszámok (sajtoló- és sajtolószerszámok és perforált fejek) gyártásában és a repülőgépiparban használják őket. A molibdén ellenáll az olvadt üveg eróziójának, és oxidjai nem szennyezik az üveget. A molibdént 1943 óta használják az üvegiparban fűtőelektródaként. A Mo-30W ötvözet kiválóan ellenáll az olvadt cink korróziójának, és sikeresen alkalmazzák a cinkkohászatban. A molibdént olyan alkatrészek gyártására is használják, mint a hőcserélők és a kénsav előállításához használt szelepek.