二硫化钼是一种黑色固体粉末，有金属光泽，被誉为"固体润滑油之王"，同时也可作为一些化学反应的催化剂。二硫化钼是一种二维的层状材料（二维材料是指在二维平面内延伸的、厚度为一个或几个原子层的材料），单层的二硫化钼由一层钼原子和两层硫原子组合成类似“三明治”的结构。值得一提的是，“缺陷美”在二硫化钼身上有着很好的体现，当二硫化钼结构中的部分硫原子缺失时，就会形成表层“缺陷”结构，内层的钼原子就会被暴露出来，暴露出来的钼原子处于成键不饱和的状态，可吸附反应物并催化其发生化学反应。