MoO₂分子量為127.94，含Mo74.99%。純MoO₂呈暗灰色、深褐色粉末狀。25℃時，MoO₂的生成熱為550kJ/mol，密度為6.34~6.47g/cm³。MoO₂呈金紅石單斜結晶構造，單位晶體（晶胞）由兩個MoO₂分子組成，晶格參數為a= 0.5608nm, b= 0.4842nm，c=0.5517nm，d=11.975nm。 MoO₂可溶于水，易溶于鹽酸及硝酸，但不溶于氨水等堿液里。在空氣、水蒸氣或氧氣中繼續加熱MoO₂，它將被進一步氧化，直至*生成MoO₃。在真空中加熱到1520~1720℃，固態MoO₂局部升華而不分解出氧，但大部分MoO₂分解成MoO₃氣體和固態Mo。Jette. E. R（1935年）報道：MoO₂在1980℃±50℃、0.1MPa（惰性氣體）的條件下分解成鉬和氧。 MoO₂是鉬氧化的終產物。

MoO₃為淡綠或淡青色的白色粉末。分子量為143.94，含Mo 66.65%。25℃時，MoO₃的生成熱為668kJ/mol，密度為4. 692g/cm³，熔點為795℃，沸點為1155℃．在低于熔點的溫度已開始升華．在520~720℃時，升華呈氣體的三氧化相為Mo_xO_3x分子混合物，其中x=3~5，以x=3為主。 MoO₃微溶于水而生成鉬酸。18℃，MoO₃溶解度為1.066%，70℃時為2.05%。溶于水的三氧化鉬與水按不同比例組成一系列同多酸，nMoO₃·mH₂O，其中n≥m。這一系列同多酸中比較重要的有：鉬酸H₂MoO₄（n=m=1），仲鉬酸H₆Mo₇O₂₄，（n=7，m=3），四鉬鉬酸H₂Mo₄O₁₃（n=4，m=1）。這些同多酸可看作兩個或多個同種簡單含氧酸分子縮水而成。比如7H₂MoO₄←→H₆Mo₇O₂₄+ 4H₂O。X分析發現，Mo₇O₂₄的結構由七個MoO₆正八面體相連而成。 MoO₃易溶于氨水、堿金屬堿液中，生成與同多酸對應的鹽。MoO₃在堿性介質（pH>10）中往往呈MoO₄存在，而在酸性介質中，它往往以Mo₇O₂₄（pH≤6~8）或Mo₈O₂₄（pH=1.5~2.9）形式存在。作為鉬的重要化工產品——工業鉬酸銨，也正是這一系列同多酸的銨鹽混合物。鉬釩酸混合顯色液