钼的这一系列氧化物中，除价态的MoO3为酸性外，其余氧化物均为碱性氧化物。钼最重要的氧化物是MoO3和MoO2。
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/cm。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是钼氧化的最终产物。