Molybdeeni on metallielementti ja hopeanvalkoinen, pehmeä aine. Molybdeenin pääasialliset käyttötarkoitukset ovat lisäys rakennusteräksiin ja -raudoihin, katalyyttinä, pigmenttinä ja palonestoaineena. Kun molybdeeni seostetaan teräksellä, se tekee teräksestä vahvemman ja lämmönkestävämmän. Se on peräisin molybdeeni -mineraalista, jota louhitaan Yhdysvaltojen lounaisosassa, Kiinassa, Chilessä, Venäjällä ja Mongoliassa.
Merkittävin molybdeenin käyttötarkoituksista on lisäaine teräs- ja rautaseoksissa. Molybdeenin lisääminen parantaa teräksen ja raudan lujuutta, vähentää halkeilua ja mahdollistaa metallien kestävän paremmin korkeita lämpötiloja. 21 -luvun alussa noin puolet kaikesta louhitusta molybdeenistä käytettiin raudan ja teräksen seoksiin rakentamisessa, työkaluissa, auton osissa ja höyryturbiinissa.
Toinen molybdeenin käyttötarkoituksista on kemiallinen katalyytti. Molybdeenin monipuolinen kemiallinen rakenne ja helppo siirtyminen hapettumistilojen välillä tekevät siitä houkuttelevan katalysaattorin tutkijoille, jotka luovat kemiallisia reaktioita ja synteesejä laboratorioissa. Yksi molybdeenin tärkeistä energiaan liittyvistä käyttötarkoituksista on katalysaattori polttoaineen jalostamisessa.
Molybaatilla, molybdeenijohdannaisella, on tärkeä sovellus maataloudessa. Olennaisena hivenaineena kasveissa, eläimissä ja ihmisissä molybdeenillä on tärkeä rooli ilmakehän typen muuttamisessa ammoniakiksi. Tästä syystä molybdeenin käyttö lannoitteissa on yleistä.
Pigmentteihin lisätään myös molybdeeniä, jotta värit ovat vakaampia ja vähemmän alttiita korroosiolle. Sitä sekoitetaan yleensä kirkkaan punaisiin, oransseihin ja keltaisiin pigmentteihin musteissa, maaleissa ja muoveissa, koska se saa nämä värilliset tuotteet kestämään paremmin valolle ja lämmölle altistumista. Yksi harvinaisimmista molybdeenin käyttötarkoituksista on palonestoaine, koska se on ainutlaatuinen kyky tukahduttaa savua. Sitä on levitetty jopa kuivana voiteluaineena avaruusalusten ulkopuolelle.