Molübdeeni kasutatakse peamiselt terasetööstuses, millest enamik on tööstuslikud molübdeenoksiidi surveplokid, mida kasutatakse otseselt terases või malmis, väike osa sulamist molübdeenraua molübdeenfooliumiks, mida hiljem kasutatakse terase valmistamisel.
Molübdeenisisaldus madala legeeritud terases ei ületa 1%, kuid selle piirkonna tarbimine moodustab umbes 50% kogu molübdeeni tarbimisest. Molübdeeni lisamine roostevabasse terasesse parandab terase korrosioonikindlust. Malmile lisatakse molübdeeni, et parandada raua tugevust ja kulumiskindlust. Molübdeeni sisaldaval 18% niklil põhineval supersulamil on kõrge sulamistemperatuur, madal tihedus ja madal soojuspaisumistegur, mida kasutatakse erinevate kõrge temperatuuriga osade valmistamiseks kosmose- ja kosmosetööstuses. Metallmolübdeeni kasutatakse laialdaselt elektroonikaseadmetes, nagu torud, transistorid ja alaldid. Molübdeenoksiid ja molübdaat on suurepärased katalüsaatorid keemia- ja naftatööstuses. Molübdeendisulfiid on oluline määrdeaine, mida kasutatakse kosmose- ja mehaanikatööstuses. Molübdeen on üks taimede vajalikest mikroelementidest, mida kasutatakse põllumajanduses mikroelementväetisena.
Puhas molübdeentraat kõrge temperatuuriga elektriahju ja elektrilise sädeme töötlemiseks ja traadi lõikamise töötlemiseks; Molübdeenitabletid raadio- ja röntgeniseadmete tootmiseks; Molübdeen, mis on vastupidav kõrge temperatuuriga molübdeenitiigli ablatsioonile, mida kasutatakse peamiselt suurtükiväe tuharate, raketiventilaatorite, elektripirni volframtraadi kronsteini valmistamisel. Molübdeeni lisamine legeerterasele võib parandada elastsuspiiri, korrosioonikindlust ja püsimagnetismi. Molübdeen on üks seitsmest taimede kasvuks ja arenguks vajalikest mikroelementidest. Loomad ja kalad, nagu taimed, vajavad samuti molübdeeni.
