对湿气敏感，可溶于氯代溶剂。
结构.每个钼具有local八面体对称，在两个钼之间由两个氯桥连接。在W、Nb、Ta的五氯化物中，也发现了相似的结构。在气相中或溶液中的一部分，二聚体部分解离，得到单体五氯化物。其单体具有顺磁性，每个钼中心具有一个未配对电子，形式氧化态为+5，在金属中心留下一个价电子。
制备与性质.MoCl可以通过金属钼和氯气反应得到，或由三氧化钼的氯化得到。而MoCl不稳定。MoCl是一种强氧化剂，可以被乙腈还原，得到橙色配合物MoCl(M