钼在化合物中的氧化态可以表现为+2到+6，其中最稳定的氧化态为+6，例如在三氧化钼、钼酸和钼酸铵中，钼都是以6价态钼的形态出现的，是钼的重要化合物。

三氧化钼MoO₃是白色粉末，加热可以转变为黄色。

将盐酸加入钼酸铵溶液中，就会沉淀析出钼酸：

(NH₄)₂MoO₄+2 HCl=H₂MoO₄↓+2 NH₄Cl

将钼酸加热焙烧，即分解为MoO₃：

H₂MoO₄=MoO₃+ H₂O

虽说三氧化钼是酸性氧化物，但它却难于溶于水。相应地，钼酸的重要特点之一，就是在水中的溶解度很小。钼酸根离子MoO₄^2-的钼—氧键较弱，因此，钼酸的另一个重要特征是容易形成多酸（例如我们日常生活中所食用的各种香肠制品，就含有多聚磷酸钠，可增加香肠的口感和外观光泽，保持水分），而且其中的O^2-离子也容易被其它阴离子所取代。例如，将钼酸盐溶液的酸度逐渐降低，钼酸盐将逐渐聚合成二钼酸Mo₂O₇^2-、三钼酸Mo₃O₁₀^3-等一系列的同多酸盐，最后析出MoO₃。

钼酸盐的第三个特征，就是它的弱氧化性。在酸性溶液中，只能用强还原剂才能将H₂MoO₄还原到Mo³⁺，向(NH₄)₂MoO₄溶液中加入浓盐酸，再用金属锌还原，溶液最初显蓝色，然后还原为绿色的MoCl₅，最后生成棕色的MoCl₃：

2(NH₄)₂MoO₄+3Zn+16HCl=2MoCl₃+3ZnCl₂+4NH₄Cl+8H₂O

钼酸铵在酸性溶液中与H₂S作用，能沉淀出棕色的三硫化钼：

(NH₄)₂MoO₄+3 H₂S+2 HCl=MoS₃↓+2 NH₄Cl+4H₂O

当然，由于钼酸盐容易形成多酸，所以钼的化合物，还可以有更复杂的变化。例如，将用硝酸酸化的(NH₄)₂MoO₄溶液加热至约50℃，加入磷酸氢二钠Na₂HPO₄溶液，这时就可以生成12-磷钼酸铵的黄色晶状沉淀：

12MoO₄^2-+3NH₄⁺+HPO₄^2-+23 H⁺=(NH₄)₃[P(Mo₁₂O₄₀)]﹒6 H₂O+6 H₂O

之所以用这许多篇幅介绍钼的无机化学范畴的相关知识，是想提醒各位同仁注意，在润滑油脂中所用到的有机钼添加剂，有时候会不知所以地显示出不同的颜色，如墨绿、棕红等，其实在制备复杂的有机钼添加剂中，反应条件并不是能够十分精准的控制的，所能得到的，往往是不同的复杂物质的混合物，有时候很难确定是什么因素，使得添加剂由于钼元素本身的颜色的多变性，而呈现不同的颜色。意欲准确地解释这些现象，也是十分困难的一件事情。