Molübdeen on metalliline element ja hõbevalge pehme aine. Molübdeeni kasutatakse peamiselt ehitusteraste ja -raudade lisandina, katalüsaatorina, pigmendina ja leegiaeglustina. Kui molübdeen on legeeritud terasega, muudab see terase tugevamaks ja kuumakindlamaks. See on saadud mineraalsest molübdeniidist, mida kaevandatakse USA edelaosas, Hiinas, Tšiilis, Venemaal ja Mongoolias.
Molübdeeni kõige olulisem kasutusala on lisandina terase ja raua sulamites. Molübdeeni lisamine parandab terase ja raua tugevust, vähendab pragunemist ja võimaldab metallidel paremini taluda kõrgemaid temperatuure. 21. sajandi alguses kasutati umbes pool kogu kaevandatud molübdeenist raua ja terase sulamite valmistamiseks ehituses, tööriistades, autoosade ja auruturbiinide valmistamiseks.
Teine molübdeeni kasutusala on keemiline katalüsaator. Molübdeeni mitmekülgne keemiline struktuur ja oksüdatsiooniolekute vahel ülemineku lihtsus muudavad selle atraktiivseks katalüsaatoriks teadlastele, kes loovad laborites keemilisi reaktsioone ja sünteese. Molübdeeni üks olulisi energiaga seotud kasutusalasid on katalüsaatorina kütuse rafineerimisel.
Molübdeeni derivaadil molübaadil on oluline kasutusala põllumajanduses. Taimede, loomade ja inimeste olulise mikroelemendina mängib molübdeen olulist rolli õhulämmastiku muundamisel ammoniaagiks. See asjaolu muudab molübdeeni kasutamise väetistes tavaliseks nähtuseks.
Molübdeeni lisatakse ka pigmentidele, et muuta need värvid stabiilsemaks ja vähem korrosioonile vastuvõtlikuks. Tavaliselt segatakse seda erkpunaste, oranžide ja kollaste pigmentidega tintides, värvides ja plastides, kuna see muudab need värvilised tooted valguse ja kuumuse eest paremini vastu. Üks vähem levinud molübdeeni kasutusalasid on tuleaeglusti, kuna sellel on ainulaadne võime suitsu summutada. Seda on kasutatud isegi kuivmäärdeainena kosmoseaparaadi välispinnale.