三氧化鉬的開采主要依托于其天然礦物形式輝鉬礦(MoS?)的提取與轉化過程。由于自然界中三氧化鉬(MoO?)直接賦存較少，工業生產通常通過露天或地下開采獲得輝鉬礦后，經過多道工序轉化制備。露天開采適用于礦體埋藏較淺(通常小于200米)的情況，采用臺階式挖掘配合重型設備(如電鏟WK-10型斗容10m3)進行；而深層礦脈則需豎井開拓配合房柱法開采，需特別注意井下通風系統需維持風速0.25-0.5m/s以保障作業安全。

原礦石經過破碎至粒度20-50mm后進入浮選環節，關鍵要調整pH值至8-9并使用柴油與黃藥類捕收劑，此時輝鉬礦回收率可達到85%-92%。得到的鉬精礦(含Mo≥45%)需在回轉窯中進行多段焙燒：先于550-650℃脫硫，再升溫至900℃使MoS?轉化為MoO?，這個階段要嚴格控制氧氣濃度(過量空氣系數1.2-1.5)以避免生成難揮發的鉬酸鹽。對于高海拔礦區(如智利安第斯山脈)，還需特別考慮沸點降低對升華法提純的影響。

現代開采技術越來越注重環保處理，特別是在焙燒環節配備靜電除塵器(效率≥99.5%)和雙堿法脫硫系統，可有效控制SO?排放低于200mg/m3。部分先進工廠已開始采用濕法冶金工藝，使用高壓氧浸(溫度120-150℃、壓力0.8-1.2MPa)直接處理低品位礦石，這種方法雖然投資較高但能避免大氣污染，未來可能成為主流發展方向。