钼为银白色金属，钼原子半径为0.14nm，原子体积为235.5px/mol，配位数为8，晶体为Az型体心立方晶系，空间群为Oh9，至今还没发现它有异构转变。常温下钼的晶格参数在0.31467~0.31475nm之间，随杂质含量而变化。钼熔点很高，在自然界单质中第六，被称作难熔金属。钼的密度为10.23g/cm3，约为钨的一半（钨密度19.36g/cm3）。钼的热膨胀系数很低；钼的热传导率较高。钼电阻率较低：0℃时为5.17×10-10Ω·cm；800℃时为24.6×10-10Ω·cm；2400℃时为72×10-10Ω·cm。钼属顺磁体，钼的比热在25℃时为242. 8J/(kg·K)。钼的硬度较大，摩氏硬度为5~5.5。钼在沸点的蒸发热为594kJ/mol；熔化热为27.6 ±2.9kJ/mol；在25℃时的升华热为659kJ/mol。
钼作为铁的合金添加剂，有助于形成完全珠光体的基体，能改善铸铁的强度和韧性，提高大型铸件组织的均匀性，还可以提高热处理铸件的可淬性。含钼灰口铸铁具有很好的耐磨性，可作重型车辆的闸轮和刹车片等。钢铁工业：根据钼消费统计，钼在钢铁工业中的应用仍然占据着主要的位置。钼作为钢的合金化元素，可以提高钢的强度，特别是高温强度和韧性；提高钢在酸碱溶液和液态金属中的抗蚀性；提高钢的耐磨性和改善淬透性、焊接性和耐热性。钼是一种良好的形成碳化物的元素，在炼钢的过程中不氧化，可单使用也可与其他合金元素共同使用。特殊钢的耗钼量在有规律地增长，每吨特殊钢的钼消耗量已达到0.201公斤的水平。
