سبائك الموليبدينوم هي سبائك غير حديدية تتكون من الموليبدينوم كمصفوفة وإضافة عناصر أخرى. العناصر الرئيسية للسبائك هي التيتانيوم والزركونيوم والهافنيوم والتنغستن والعناصر الأرضية النادرة. لا تلعب عناصر التيتانيوم والزركونيوم والهافنيوم دورًا في تقوية المحلول الصلب في سبائك الموليبدينوم والحفاظ على اللدونة المنخفضة للحرارة للسبائك فحسب، بل إنها تشكل أيضًا طور كربيد مستقر ومنتشر لتحسين قوة ودرجة حرارة إعادة التبلور للسبائك. تتمتع سبائك الموليبدينوم بموصلية حرارية جيدة وموصلية كهربائية ومعامل تمدد منخفض، ولديها قوة عالية في درجات الحرارة العالية (1100 ~ 1650 درجة)، وهي أسهل في المعالجة من التنغستن. يمكن استخدامه كبوابة وأنود لأنابيب الإلكترون، ومادة داعمة لمصادر الضوء الكهربائية، ولصنع قوالب الصب والبثق، وأجزاء المركبات الفضائية، وما إلى ذلك. نظرًا لأن سبائك الموليبدينوم هشة في درجات الحرارة المنخفضة وهشة في اللحام، وسهلة الأكسدة في درجات الحرارة العالية، فإن تطويرها محدود. تشمل سبائك الموليبدينوم المنتجة صناعيًا سبائك الموليبدينوم-التيتانيوم-الزركونيوم، والموليبدينوم-التنغستن والموليبدينوم للأرض النادرة، والنوع الأول يستخدم على نطاق واسع. طرق التقوية الرئيسية لسبائك الموليبدينوم هي التقوية بالمحلول، والتقوية بالترسيب، والتصلب بالشغل. يمكن تحضير ألواح وشرائح ورقائق وأنابيب وقضبان وأسلاك ومقاطع سبائك الموليبدينوم من خلال المعالجة البلاستيكية، ويمكن أيضًا تحسين قوتها ومرونتها في درجات الحرارة المنخفضة.
من بين المعادن المقاومة للحرارة، يتمتع الموليبدينوم وسبائكه بموصلية حرارية جيدة وموصلية كهربائية ومعامل تمدد منخفض (مشابه للزجاج المستخدم في الأنابيب) وقوة عالية في درجات الحرارة العالية (1100 ~ 1650 درجة)، ويسهل معالجته مقارنة بالتنغستن، لذلك يتم استخدامه في قطاع تصنيع الأنابيب الإلكترونية (البوابة والأنود)، ومصدر الضوء الكهربائي (مادة الدعم)، وأدوات معالجة المعادن (قوالب الصب والبثق والرؤوس المثقبة) وصناعة الطيران. الموليبدينوم مقاوم لتآكل الزجاج المنصهر، ولا تلوث أكاسيده الزجاج. منذ عام 1943، تم استخدام الموليبدينوم في صناعة الزجاج كقطب تسخين. تتمتع سبيكة Mo-30W بمقاومة ممتازة لتآكل الزنك المنصهر وتم تطبيقها بنجاح في صناعة صهر الزنك. ويستخدم الموليبدينوم أيضًا في تصنيع مكونات مثل المبادلات الحرارية والصمامات في إنتاج حمض الكبريتيك.