五氯化钼在有机化工领域是重要的催化剂。如它是芳香环的氯化和苯二甲酸酸酐的部分或完全氯化的有效催化剂；可用于催化合成聚戊烯橡胶，它的组成、纯度、含 量以及微量杂质的存在对聚合反应均有较大影响；它与（苯）酚的化合物反应得到（苯） 酚钼化合物，它也与格氏试剂反应生成联胂及联胂化合物。氯化钼（V）用作卤代烷卤素交换的试剂（例如2-溴代戊烷）。氯化钼（V）也被用作合成化学中大量碳-碳键形成反应中的路易斯酸催化剂。

五氯化钼也用于实现钼的气相沉积。五氯化钼热分解得到的高纯钼可沉积在 金属和非金属表面上，得到一薄层均勻粘附的硬涂层，钼涂层具有耐腐蚀、抗高温等特性。用干氢控制气态五氯化钼能还原制取极细颗粒的钼粉，这种钼粉已用来生产焊料、 蒙乃尔合金、焊料。

五氯化钼也是制备六羰基钼等金属有机化合物的重要原料，六羰基钼在有机合 成、金属钼及其化合物薄膜材料、包覆材料等方面有着广泛的应用。

能与水反应放出白色烟雾状有毒和腐蚀性氯化氢气体。误服会中毒。粉尘和蒸气会刺激皮肤、眼睛和黏膜。因此，眼睛受刺激时用水冲洗，皮肤接触时先用水冲洗，再用肥皂彻底洗涤；误服立即漱口，急送医院救治，操作人员须戴耐酸防护用具。墨绿色固体。其溶液或蒸气呈暗红色。易吸湿。遇水发生剧烈反应。相对密度2.928。熔点194.3℃。沸点268℃。汽化热62.8 kJ/mol；熔化热19.00 kJ/rnol。溶于干醇、干醚和其他有机溶剂。亦溶于浓无机酸。有毒!用作氯化催化剂，耐火树脂组分，六羰基钼的制备。用作氯化的催化剂用作氯化触媒、耐火树脂的组分，用于制备六羰基钼、金属有机化合物 。金属钼在350℃下直接用氯气氯化，制得五氯化钼成品。其
2Mo+5C12→2MC15腐蚀物品中毒遇H 发孔剂可燃; 遇氰化物放出有毒氰化氢气体;受热分解有毒氯化物和含钼化物烟雾库房通风低温干燥;与氧化剂、氰化物、H发孔剂、碱类分开存放。砂土、二氧化碳、泡沫TLV-TWA 5 毫克 (钼) / 立方米; STEL 10 毫克 (钼)/ 立方米