二氧化钼开采主要通过传统的露天开采和地下开采两种方式进行。露天开采适用于矿体埋藏较浅且规模较大的矿床，需要使用大型挖掘设备（如电铲、装载机）剥离表层覆盖物，特别要注意矿体与围岩的分界。对于深部矿床则采用地下开采，常见方法包括房柱法和分段崩落法，其中分段崩落法能有效处理厚大矿体（厚度超过30米）。
在开采过程中需要重点关注矿石品位（MoO2含量通常需达到0.06%以上才有经济价值），特别是要注意伴生元素如钨、铜的回收价值。爆破参数设计需考虑矿石硬度（莫氏硬度5-5.5）和节理发育程度，通常采用微差爆破技术控制矿石块度。开采后的矿石要立即进行初步分选，避免氧化导致钼的损失。
环保措施是开采环节不可忽视的重点，矿坑排水需经过严格处理（pH值调节至6-9范围），废石堆场要采取防渗措施。现代开采越来越注重数字化技术应用，比如三维地质建模和智能化采矿设备，这能显著提高资源回收率（可提升15-20%）。值得注意的是，某些特殊矿床会采用原地浸出法，但这种方法对地质条件要求严格（渗透系数需大于10-5cm/s）。
采矿结束后还需要进行系统的闭坑治理，包括地形重塑和植被恢复，这个过程通常持续3-5年。随着技术进步，一些新兴技术如生物采矿也在二氧化钼开采领域开始试验性应用，这可能会改变未来的开采模式。在整个开采周期中，都需要定期监测地下水质量（重点关注钼含量不超过0.07mg/L）和边坡稳定性（位移速率需控制在5mm/月以内）。
