二碲化钼的开采与传统金属矿物存在显著差异，其作为层状半导体材料(Van der Waals力结合的二维晶体结构)通常伴生于辉钼矿或铜钼矿床中。实际开采过程需要重点关注矿石的钼含量(工业品位通常要求Mo≥0.06%)与碲元素赋存状态，特别是要采用X射线荧光光谱(XRF)或电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)进行成分分析确定目标矿物分布。
采矿阶段多采用地下巷道开采配合机械化分选设备，对于高品位矿区可采用露天开采。需要特别注意的是二碲化钼晶体极易沿解理面破碎，传统爆破法会破坏晶体结构完整性，因此更推荐使用液压劈裂机或绳锯切割等温和开采方式。选矿环节通常采用重选-浮选联合工艺，通过调整捕收剂用量(如柴油80-120g/t)和pH值(8.5-9.2)来提高碲化物的回收率。
对于伴生有金、银等贵金属的复合矿床，还需引入氰化浸出或硫脲浸出等湿法冶金技术。最新研究显示生物浸出法(利用嗜酸菌如Acidithiobacillus ferrooxidans)可将碲的提取率提升至92%以上，同时降低35%的能耗。开采后的粗精矿需经过真空蒸馏(温度800-1000℃)或区域熔炼进一步提纯，最终获得99.99%以上的高纯二碲化钼晶体。
