三氧化钼作为重要的工业原料，其全球矿场分布主要集中在智利、美国和中国等矿产资源丰富的国家。其中智利的丘基卡马塔铜钼矿（Chuquicamata）以伴生钼矿著称，年产三氧化钼约3万吨（折合金属钼1.5万吨），其矿石品位达到0.03%-0.05%（Mo含量），是全球规模最大的钼矿之一。
北美地区以美国科罗拉多州的克莱马克斯钼矿（Climax）最具代表性，该矿采用露天开采方式，钼储量超过5亿吨（平均品位0.15%），其特色在于生产高纯度三氧化钼（纯度≥99.95%），广泛用于催化剂和电子材料领域。值得注意的是，克莱马克斯矿还伴生有铼（Re）等稀有金属，提升了矿床的综合价值。
中国作为新兴钼矿生产国，河南栾川钼矿和陕西金堆城钼矿构成主要产区。栾川钼业旗下的三道庄矿区探明储量达80万吨（金属量），通过浮选工艺可获得品位45%-52%的钼精矿，经焙烧后产出符合GB/T 3460-2019标准的三氧化钼产品。这些矿场普遍采用多金属综合回收技术，在提取钼的同时回收铜、钨等有价元素。
其他重要产区还包括秘鲁的塞罗维德铜钼矿（Cerro Verde）和加拿大的恩达科钼矿（Endako），前者年产钼精矿约2.4万吨（含MoS₂ 90%以上），后者以稳定的矿石供应著称。这些矿场的共同特点是采用先进的选矿技术（如柱浮选、高压辊磨）来应对低品位矿石（0.01%-0.03% Mo）的处理难题。
