二氧化钼作为一种重要的过渡金属氧化物，根据晶体结构和应用领域的不同主要分为三种类型。最稳定的是α相二氧化钼（四方晶系），其层状结构中的钼原子呈现+4价态，单位晶胞参数为a=5.6Å、c=12.3Å，这种形态在催化剂和润滑剂领域应用广泛。
需要特别关注的是β相二氧化钼（单斜晶系），其扭曲的八面体配位结构导致电子能带间隙更窄(约1.2eV)，这种特性使其在光电转换器件中表现出色。而高压条件下生成的γ相二氧化钼则具有独特的链状结构，在特殊催化反应中展现出异常活性。
从制备工艺角度区分，工业级二氧化钼通常通过钼酸铵热分解法获得（纯度99%-99.9%），而电子级产品则采用化学气相沉积法(CVD)制备，其杂质含量控制在ppm级别。不同粒径（50nm-10μm）和比表面积(5-150m²/g)的二氧化钼粉体也构成了重要的产品分类维度。
