1、用作石油工业的催化剂，冶金工业中用于制取钼，是制造陶瓷釉彩、颜料及其他钼化合物的原料。

2、本品为添加型阻燃剂，具有阻燃和抑烟双重功能，与其他阻燃剂复配可降低成本，提高阻燃性，减小发烟量。三氧化钼亦有阻燃和抑烟的双重作用，它与三水合氢氧化铝和氧化锑都显示出了一定的协同效果。

3、用作分析试剂，用于光度法或薄层色谱法测定磷酸盐、亚磷酸盐、砷酸盐及青霉素类物质。还用于照相业、陶器釉彩。

4、用于配制钢铁粘接用的除油、除锈、磷化、钝化四合一表面处理剂。也用作石油脱氢、脱硫催化剂的原料。还可用于制金属钼、颜料、农用微量元素肥料中的钼肥用。

5、钼酸铵用作镀锌层的黑色钝化溶液，化学镀镍中用作稳定剂，也用作钢铁磷化液的氧化剂等