外觀呈無色或黃白色粉末，屬于斜方晶系結晶。最大粒徑5mm，比重4.692g/cm3，600℃以上開始升華。在空氣中很穩定，極微溶于水，不溶于一般酸，可溶于氨水。

1、用于比色法測定血糖鍵供、蛋白質、酚、砷、鉛、鉍等，生物堿檢驗。也用于制備鉬鹽、鉬合金。

2、石油工業中用作催化劑。還可用于搪瓷釉藥顏料及藥物等。

3、本品為添加型阻燃劑，具有阻燃和抑煙雙重功能，與其他阻燃劑復配可降低成本，提高阻燃性，減小發煙量。三氧化鉬也有阻燃和抑煙的雙重作用，它與三水合氫氧化鋁和氧化銻都顯示了一定的協同效果。

4、光譜分析試劑。血糖、蛋白質、生物堿、砷、酚的檢測。五氧化二磷、雙氧水的還原劑。

5、三氧化鉬在配制鉬酸鹽中用于電鍍或用作金屬氧化添加。