Wolfram ist das Metall mit dem höchsten Schmelzpunkt in der Natur, hart, dicht und mit geringer Wärmedehnung – ein Lehrbuchwerkstoff für extreme Einsatzbedingungen. Seine klassischste Verwendung ist als Glühfaden in Glüh- und Halogenlampen; obwohl Glühlampen rasch durch LEDs abgelöst werden, finden Wolframfadenlampen noch Einsatz in der Bühnenbeleuchtung, Infrarotheizungen und speziellen Lichtquellen. Eine größere moderne Verwendung liegt im Hartmetall – das Pressen von Wolframcarbidpulver mit Kobaltbinder zu Schneidwerkzeugen, Matrizen, Minenbohrkronen und Vortriebsmaschinen-Schneidköpfen – was allein über die Hälfte des Wolframverbrauchs ausmacht; modernes Metallschneiden, Ölbohrung und Steinbearbeitung sind darauf so gut wie angewiesen. In Verteidigung und Panzerabwehr sind dichtewolframlegierte Langstangenpenetratoren das wichtigste kinetische Energiewirkmittel gegen Panzerziele, mit einer Dichte nahe abgereichertem Uran, aber ohne dessen Radioaktivitätsbedenken. Wolfram wird zudem als Elektrode im Wolfram-Inertgasschweißen, als Steuergitterelektroden und Kathoden in Vakuumröhren, als Heizelemente in Glasschmelzöfen, als Schutzrohre für Hochtemperatur-Thermoelemente sowie in Golfschlägerköpfen, Angelgewichten und rotierenden Röntgenanoden verwendet. Mit erstklassigem Schmelzpunkt, Dichte und Härte zugleich hat es fast keine Konkurrenz, wo die Regel gilt: je heißer, desto härter, und je schwerer, desto genauer.
Wolframtrioxid (WO3) ist eine Zwischenstufe der Wolframschmelze, ein gelbes Pulver, das zur Herstellung von Wolframpulver und Hartmetall dient, sowie als elektrochromer Film und Gassensormaterial. Kalziumwolframat (CaWO4), also Scheelit, ist sowohl eines der wichtigsten Wolframerze als auch in Kristallform ein klassisches Szintillatormaterial, das lange in Röntgen-Leuchtschirmen und Szintillationszählern verwendet wird und bei Europiumdotierung als Leuchtmaterial. Eisenwolframat (FeWO4), also Wolframit, ist ein weiteres traditionelles Wolframerz, das zusammen mit Scheelit den Großteil der weltweiten Wolframressourcen ausmacht; seine Aufbereitung und alkalischen Laugungsverfahren bilden die Grundlage der modernen Wolframmetallurgie. Wolframcarbid (WC) ist die kommerziell wertvollste Verbindung des Wolframs, mit einer Härte nahe Diamant; mit Kobalt gebundene Hartmetallwerkzeuge können Stahl bei hoher Geschwindigkeit schneiden und werden in Werkzeugmaschinen, Bohrung und Förderung, Matrizen und Verschleißteilen weit verbreitet verwendet, was ihm den Namen „die Zähne der modernen Fertigung“ einbrachte. Darüber hinaus dient Wolframdisulfid (WS2) als Hochtemperatur-Festschmierstoff für Vakuum- und Extremdruckeinsatz.
