मोलिब्डेनम मिश्र धातु एक अलौह मिश्र धातु है जो मैट्रिक्स के रूप में मोलिब्डेनम से बना है और अन्य तत्वों को जोड़ता है। मुख्य मिश्र धातु तत्व टाइटेनियम, ज़िरकोनियम, हेफ़नियम, टंगस्टन और दुर्लभ पृथ्वी तत्व हैं। टाइटेनियम, ज़िरकोनियम और हेफ़नियम तत्व न केवल मोलिब्डेनम मिश्र धातु में एक ठोस समाधान को मजबूत करने वाली भूमिका निभाते हैं और मिश्र धातु की कम तापमान वाली प्लास्टिसिटी को बनाए रखते हैं, बल्कि मिश्र धातु की ताकत और पुन: क्रिस्टलीकरण तापमान को बेहतर बनाने के लिए एक स्थिर और फैला हुआ वितरित कार्बाइड चरण भी बनाते हैं। मोलिब्डेनम मिश्र धातु में अच्छी तापीय चालकता, विद्युत चालकता और कम विस्तार गुणांक होता है, और उच्च तापमान (1100 ~ 1650 डिग्री) पर उच्च शक्ति होती है, जो टंगस्टन की तुलना में प्रक्रिया करना आसान होता है। इसका उपयोग इलेक्ट्रॉन ट्यूबों के लिए गेट और एनोड के रूप में, विद्युत प्रकाश स्रोतों के लिए एक सहायक सामग्री के रूप में, और डाई-कास्टिंग और एक्सट्रूज़न मोल्ड्स, अंतरिक्ष यान भागों आदि बनाने के लिए किया जा सकता है। क्योंकि मोलिब्डेनम मिश्र धातु कम तापमान पर भंगुर और वेल्डिंग में भंगुर होते हैं, और उच्च तापमान पर ऑक्सीकरण करना आसान होता है, इसलिए उनका विकास सीमित है। औद्योगिक रूप से उत्पादित मोलिब्डेनम मिश्र धातुओं में मोलिब्डेनम-टाइटेनियम-ज़िरकोनियम, मोलिब्डेनम-टंगस्टन और मोलिब्डेनम दुर्लभ पृथ्वी मिश्र धातु शामिल हैं, और पहला प्रकार अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। मोलिब्डेनम मिश्र धातुओं की मुख्य सुदृढ़ीकरण विधियाँ समाधान सुदृढ़ीकरण, वर्षा सुदृढ़ीकरण और कार्य सख्त हैं। मोलिब्डेनम मिश्र धातु प्लेट, स्ट्रिप्स, पन्नी, ट्यूब, बार, तार और प्रोफाइल प्लास्टिक प्रसंस्करण के माध्यम से तैयार किए जा सकते हैं, और उनकी ताकत और कम तापमान प्लास्टिसिटी में भी सुधार किया जा सकता है।
दुर्दम्य धातुओं में, मोलिब्डेनम और उसके मिश्र धातुओं में अच्छी तापीय चालकता, विद्युत चालकता और कम विस्तार गुणांक (ट्यूबों के लिए उपयोग किए जाने वाले कांच के समान), उच्च तापमान पर उच्च शक्ति (1100 ~ 1650 डिग्री) होती है, और टंगस्टन की तुलना में प्रक्रिया करना आसान होता है, इसलिए उनका उपयोग इलेक्ट्रॉन ट्यूब (गेट और एनोड), विद्युत प्रकाश स्रोत (समर्थन सामग्री), धातु प्रसंस्करण उपकरण (डाई-कास्टिंग और एक्सट्रूज़न डाई और छिद्रित सिर) और एयरोस्पेस उद्योग के विनिर्माण क्षेत्र में किया जाता है। मोलिब्डेनम पिघले हुए कांच के क्षरण के लिए प्रतिरोधी है, और इसके ऑक्साइड कांच को दूषित नहीं करते हैं। 1943 से, मोलिब्डेनम का उपयोग कांच उद्योग में हीटिंग इलेक्ट्रोड के रूप में किया जाता रहा है