本发明提供一种细晶稀土氧化物掺杂钼合金及其制备方法，以二氧化钼为原料，采用雾化法掺杂稀土氧化物，掺杂后的钼合金粉经过球磨、过筛处理后，在800－1100℃的多段马弗炉中使用氢气进行还原处理，再将还原后的粉体在150－200MPa下冷等静压压制成型，成型后的坯料在中频感应烧结炉中分段烧结，时间16－24小时。烧结后的材料经过75％－97％的变形加工采用常规机加工方法制备钼合金棒材或板材等材料。本发明的钼合金，具有细小的晶粒组织，平均晶粒宽度为0.5－1.2μm，平均尺寸小于300nm的细小稀土氧化物均匀弥散分布在钼合金基体上，与普通粗晶钼合金相比，具有更高的强度、延展性和韧性，具有更广泛的用途。