Molibdēns ir metālisks elements un sudrabaini balta, mīksta viela. Molibdēnu galvenokārt izmanto kā piedevu celtniecības tēraudiem un dzelžiem, kā katalizatoru, kā pigmentu un kā liesmas slāpētāju. Kad molibdēns ir leģēts ar tēraudu, tas padara tēraudu stiprāku un karstumizturīgāku. Tas ir iegūts no minerāla molibdenīta, ko iegūst ASV dienvidrietumos, Ķīnā, Čīlē, Krievijā un Mongolijā.
Nozīmīgākais molibdēna lietojums ir kā piedeva tērauda un dzelzs sakausējumos. Molibdēna pievienošana uzlabo tērauda un dzelzs izturību, samazina plaisāšanu un ļauj metāliem labāk izturēt augstāku temperatūru. 21. gadsimta sākumā apmēram puse no visa iegūtā molibdēna tika izmantota dzelzs un tērauda sakausējumiem celtniecībā, instrumentos, auto detaļās un tvaika turbīnās.
Vēl viens no molibdēna izmantošanas veidiem ir ķīmiskais katalizators. Molibdēna daudzpusīgā ķīmiskā struktūra un vieglums, ar kādu tas pāriet starp oksidācijas stāvokļiem, padara to par pievilcīgu katalizatoru zinātniekiem, kas laboratorijās rada ķīmiskas reakcijas un sintēzes. Viens no svarīgākajiem ar enerģiju saistītajiem molibdēna lietojumiem ir kā katalizators degvielas rafinēšanā.
Molibātam, molibdēna atvasinājumam, ir nozīmīgs pielietojums lauksaimniecības jomā. Molibdēnam kā būtiskam mikroelementam augos, dzīvniekos un cilvēkos ir svarīga loma atmosfēras slāpekļa pārvēršanā par amonjaku. Šis fakts padara molibdēna izmantošanu mēslošanas līdzekļos par izplatītu parādību.
Molibdēnu pievieno arī pigmentiem, lai padarītu šīs krāsas stabilākas un mazāk uzņēmīgas pret koroziju. To parasti sajauc ar spilgti sarkaniem, oranžiem un dzelteniem pigmentiem tintēs, krāsās un plastmasā, jo tādējādi šie krāsainie izstrādājumi labāk izturas pret gaismas un siltuma iedarbību. Viens no retāk izmantotajiem molibdēna lietojumiem ir antipirēns, jo tam ir unikāla spēja slāpēt dūmus. Tas pat ir izmantots kā sausa smērviela kosmosa kuģa ārpusei.