Il molibdeno viene utilizzato in piccole quantità per indurire l'acciaio e viene utilizzato in molte leghe.
La forza e la resistenza del molibdeno all'espansione o all'ammorbidimento alle alte temperature sono particolarmente ricercate in aree critiche dove le alte temperature sono comuni, come nelle centrali nucleari e nei motori aeronautici.
Il molibdeno viene utilizzato come elettrodo per la cottura del vetro grazie al suo alto punto di fusione.
Viene anche utilizzato nell'industria petrolifera per catalizzare la rimozione di composti organici di zolfo nei processi di liquefazione del carbone e di liquefazione del gas.
Il molibdeno è un oligoelemento essenziale per animali e piante. Come con il selenio, troppo è tossico, troppo poco è fatale.
Nei batteri che fissano l'azoto, il molibdeno è un componente vitale dell'enzima azotato che consente la conversione del gas azoto nell'aria in nitrati essenziali per la crescita delle piante.
Il molibdeno è anche presente in circa 20 enzimi necessari nel metabolismo degli animali.
