Ammoniummolybdat wird als Katalysator in Rohkupferphosphat, als Quelle für Molybdat-Ionen, als analytische Reagenzien und als Katalysator bei der Dehydratation und Entschwefelung in der Kohletechnologie, bei der Katalysatorherstellung, als Mikronährstoff für Düngemittel, für Tierfutteranwendungen, als Korrosionsinhibitor, zur Metalloberflächenbehandlung, für hochreine Metalle und Legierungen (Sintern) und zur Pigmentherstellung verwendet. Es wird auch zum Schmelzen von Molybdäneisen und als Rohstoff für die Herstellung von Molybdäntrioxid und metallischem Molybdänpulver verwendet und auch häufig in der Ölindustrie eingesetzt..