MoO2分子量为127.94，含Mo74.99%。纯MoO2呈暗灰色、深褐色粉末状。25℃时，MoO2的生成热为550kJ/mol，密度为6.34~6.47g/cm3。MoO2呈金红石单斜结晶构造，单位晶体（晶胞）由两个MoO2分子组成，晶格参数为a= 0.5608nm, b= 0.4842nm，c=0.5517nm，d=11.975nm。 MoO2可溶于水，易溶于盐酸及硝酸，但不溶于氨水等碱液里。在空气、水蒸气或氧气中继续加热MoO2，它将被进一步氧化，直至完全生成MoO3。在真空中加热到1520~1720℃，固态MoO2局部升华而不分解出氧，但大部分MoO2分解成MoO3气体和固态Mo。Jette. E. R（1935年）报道：MoO2在1980℃±50℃、0.1MPa（惰性气体）的条件下分解成钼和氧。 MoO2是钼氧化的终产物。

MoO3为淡绿或淡青色的白色粉末。分子量为143.94，含Mo 66.65%。25℃时，MoO3的生成热为668kJ/mol，密度为4. 692g/cm3，熔点为795℃，沸点为1155℃．在低于熔点的温度已开始升华．在520~720℃时，升华呈气体的三氧化相为MoxO3x分子混合物，其中x=3~5，以x=3为主。 MoO3微溶于水而生成钼酸。18℃，MoO3溶解度为1.066%，70℃时为2.05%。溶于水的三氧化钼与水按不同比例组成一系列同多酸，nMoO3·mH2O，其中n≥m。这一系列同多酸中比较重要的有：钼酸H2MoO4（n=m=1），仲钼酸H6Mo7O24，（n=7，m=3），四钼钼酸H2Mo4O13（n=4，m=1）。这些同多酸可看作两个或多个同种简单含氧酸分子缩水而成。比如7H2MoO4←→H6Mo7O24+ 4H2O。X分析发现，Mo7O24的结构由七个MoO6正八面体相连而成。 MoO3易溶于氨水、碱金属碱液中，生成与同多酸对应的盐。MoO3在碱性介质（pH>10）中往往呈MoO4存在，而在酸性介质中，它往往以Mo7O24（pH≤6~8）或Mo8O24（pH=1.5~2.9）形式存在。作为钼的重要化工产品——工业钼酸铵，也正是这一系列同多酸的铵盐混合物。钼钒酸显色液