มอลิบดีนัมคาร์ไบด์ถูกใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการทางอุตสาหกรรมหลายประเภท โดยเฉพาะในปฏิกิริยาไฮโดรดีซัลเฟอร์ไรเซชัน (hydrodesulfurization) และไฮโดรจินเนชัน รวมถึงการดีออกซิเจนของสารประกอบอินทรีย์ ซึ่งมีประสิทธิภาพใกล้เคียงกับตัวเร่งปฏิกิริยาที่ทำจากโลหะมีค่า เช่น พลาตินัม แต่มีต้นทุนต่ำกว่าและทนต่อการเป็นพิษจากกำมะถัน ทำให้มีคุณค่าในการผลิตเชื้อเพลิงสะอาด นอกจากนี้ยังใช้ในกระบวนการผลิตเชื้อเพลิงสังเคราะห์จากก๊าซธรรมชาติหรือถ่านหิน

เนื่องจากมีความทนทานต่ออุณหภูมิสูงและความต้านทานการกัดกร่อน มอลิบดีนัมคาร์ไบด์จึงนิยมใช้เป็นวัสดุเคลือบผิวในชิ้นส่วนเครื่องจักรที่ต้องทำงานในสภาวะรุนแรง เช่น อุปกรณ์ในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีและอุตสาหกรรมเหล็กกล้า รวมถึงเครื่องมือตัด

อีกหนึ่งการประยุกต์ใช้ที่สำคัญคือการเป็นวัสดุเสริมในโลหะผสม เพื่อเพิ่มความแข็งแรง ความทนทานต่อการสึกหรอ และประสิทธิภาพในการนำความร้อน ทำให้เหมาะกับการใช้งานในอุตสาหกรรมการบินและยานยนต์

นอกจากนี้ ยังมีการสำรวจใช้ในงานไฟฟ้าเคมี เช่น ปฏิกิริยาการวิวัฒนาการไฮโดรเจน (HER) ในการแยกน้ำ เนื่องจากมีค่าการนำไฟฟ้าดีและประสิทธิภาพการเร่งปฏิกิริยาสูง