二氯二氧化钼（MoO₂Cl₂）在工业上是一种多功能无机化合物，凭借其催化活性、配位化学特性及稳定性，在多个领域发挥关键作用，具体用途如下：
1. 催化剂与催化剂前体
有机合成反应：
二氯二氧化钼是氧化、羰基还原、烯烃时空选择性加氢等反应的高效催化剂。例如：
催化醇氧化为醛/酮（如苯甲醇转化为苯甲醛）；
促进酮类化合物还原为仲醇，提高反应选择性；
在烯烃加氢中表现优异，如将1-己烯转化为正己烷。
石油炼制：
作为加氢催化剂，加速石油中硫化物、氮化物的去除，降低燃料硫含量和氮含量，提升燃料清洁度，满足环保标准。
硫缩醛反应：
催化杂环、芳香族及脂肪族化合物的硫缩醛化，用于合成药物中间体。
Biginelli/Hantzsch反应：
催化二氢嘧啶酮/硫酮的合成，应用于抗高血压药物研发。
2. 半导体材料制备
钼前驱体材料：
通过等离子体增强化学气相沉积（PECVD）、原子层沉积（ALD）等技术，二氯二氧化钼可转化为高质量钼氧化物薄膜，用于：
电子器件：如晶体管栅极、互连层；
传感器：提高灵敏度和稳定性；
光学器件：如光学涂层、太阳能电池。
7nm及以下先进制程：
随着环绕栅极晶体管（GAA）技术的广泛应用，金属钼（Mo）层逐步替代传统钨（W）和铜（Cu）层。二氯二氧化钼作为前驱体，通过CVD或ALD工艺沉积的钼薄膜具有：
分步沉积策略：
先用二氯二氧化钼沉积钼薄层，再沉积较厚的钨或钼层，可降低整体电阻，提高界面导电性和可靠性。
3. 染料与涂料添加剂
4. 其他钼化合物的原料
5. 工业催化与材料科学