A liga de molibdênio é uma liga não ferrosa composta de molibdênio como matriz e adição de outros elementos. Os principais elementos de liga são titânio, zircônio, háfnio, tungstênio e elementos de terras raras. Os elementos de titânio, zircônio e háfnio não apenas desempenham um papel de fortalecimento de solução sólida na liga de molibdênio e mantêm a plasticidade de baixa temperatura da liga, mas também formam uma fase de carboneto estável e difusamente distribuída para melhorar a resistência e a temperatura de recristalização da liga. A liga de molibdênio tem boa condutividade térmica, condutividade elétrica e baixo coeficiente de expansão, e tem alta resistência em alta temperatura (1100~1650 graus), o que é mais fácil de processar do que o tungstênio. Pode ser usado como um portão e ânodo para tubos de elétrons, um material de suporte para fontes de luz elétricas e para fazer moldes de fundição e extrusão, peças de espaçonaves, etc. Como as ligas de molibdênio são quebradiças em baixas temperaturas e quebradiças na soldagem, e fáceis de oxidar em altas temperaturas, seu desenvolvimento é limitado. As ligas de molibdênio produzidas industrialmente incluem ligas de molibdênio-titânio-zircônio, molibdênio-tungstênio e terras raras de molibdênio, e o primeiro tipo é mais amplamente utilizado. Os principais métodos de fortalecimento de ligas de molibdênio são o fortalecimento da solução, o fortalecimento da precipitação e o endurecimento do trabalho. Placas, tiras, folhas, tubos, barras, fios e perfis de liga de molibdênio podem ser preparados por meio do processamento de plástico, e sua resistência e plasticidade em baixa temperatura também podem ser melhoradas.
Entre os metais refratários, o molibdênio e suas ligas têm boa condutividade térmica, condutividade elétrica e baixo coeficiente de expansão (semelhante ao vidro usado para tubos), alta resistência em altas temperaturas (1100~1650 graus) e são fáceis de processar em comparação com o tungstênio, por isso são usados no setor de fabricação de tubos de elétrons (porta e ânodo), fonte de luz elétrica (material de suporte), ferramentas de processamento de metais (matriz de fundição e extrusão e cabeças perfuradas) e na indústria aeroespacial. O molibdênio é resistente à erosão do vidro fundido e seus óxidos não contaminam o vidro. Desde 1943, o molibdênio tem sido usado na indústria do vidro como um eletrodo de aquecimento. A liga Mo-30W tem excelente resistência à corrosão do zinco fundido e tem sido aplicada com sucesso na indústria de fundição de zinco. O molibdênio também é usado na fabricação de componentes como trocadores de calor e válvulas na produção de ácido sulfúrico.