Rhenium ist eines der seltensten Metalle der Erdkruste; es wird fast nie aus Primärlagerstätten abgebaut, sondern als Nebenprodukt der Molybdänerzkupferverarbeitung gewonnen, mit winziger Produktion und hohem Preis, und gilt seit langem als strategisches Kritisches Metall. Seine größte Verwendung liegt in Superlegierungen für die Turbinenschaufeln, Brennkammern und Turbinenscheiben von Strahltriebwerken und Gasturbinen – rheniumhaltige nickelbasierte Einkristall-Superlegierungen können bei Temperaturen nahe dem Schmelzpunkt lange Zeit enormen Zentrifugalkräften und Thermoschocks standhalten, was Rhenium zu einem unverzichtbaren Legierungselement in den Einkristallschaufeln moderner kommerzieller Flugtriebwerke macht; die Rheniummenge in einem großen Verkehrsflugzeugtriebwerk ist klein, aber unersetzlich. Neben Flugtriebwerken werden rheniumhaltige Legierungen auch in Industriegasturbinen, Raketendüsen und Komponenten von Hyperschallfahrzeugen verwendet. In der Chemie wird Rhenium hauptsächlich in Platin-Rhenium-Bimetallkatalysatoren für das katalytische Reformieren der Erdölindustrie eingesetzt, wobei niedrigoktaniges Naphtha in hochoktaniges Benzin und Aromaten umgewandelt wird; diese Katalysatoren sind hochaktiv, langlebig und koksresistent und sind ein Schlüsselkatalysatorsystem in der Raffination. Rhenium wird zudem in Hochtemperatur-Thermoelementen, Röntgentargets und bestimmten elektronischen Bauteilen verwendet.
Rheniumheptoxid (Re2O7) ist das flüchtigste Oxid des Rheniums, ein orange-gelber Feststoff und die Schlüsselzwischenstufe zur Extraktion von Rhenium aus dem Röststaub von Molybdänerzen sowie der Ausgangspunkt für hochreine Rheniumverbindungen und Katalysatoren. Ammoniumperrhenat (NH4ReO4) ist das industriell wichtigste Rheniumsalz, ein weißer Kristall, der direkt zur Herstellung von Platin-Rhenium-Reformierungskatalysatoren und Rheniummetallpulver verwendet wird, und ist zudem die wichtigste Handelsform, in der Rhenium gehandelt und bewertet wird. Rheniumtrioxid (ReO3) ist ein rotes Oxid mit metallischem Glanz, das hauptsächlich in der Katalyseforschung und in Spezialdünnfilmen verwendet wird. Rheniumdisulfid (ReS2) ist ein geschichtetes Übergangsmetall-Dichalkogenid mit graphenähnlicher zweidimensionaler Struktur; es hat Interesse in der katalytischen Hydrierung, elektrochemischen Energiespeicherung und Halbleiterforschung geweckt, hat aber noch keine großtechnische industrielle Verwendung erreicht. Insgesamt dient die große Mehrheit der Rheniumverbindungen der Raffinationskatalyse und Superlegierungs-Vorstufen, mit vernachlässigbaren Verbrauchermärkten.
