Molybden se používá hlavně v ocelářském průmyslu, z nichž většina je průmyslový tlakový blok oxidu molybdenu přímo používaný v oceli nebo litině, malá část taveniny na molybdenovou fólii z molybdenu a později použitá při výrobě oceli.
Obsah molybdenu v nízkolegované oceli není větší než 1 %, ale spotřeba této oblasti tvoří asi 50 % celkové spotřeby molybdenu. Přídavek molybdenu do nerezové oceli zlepšuje odolnost oceli proti korozi. Molybden se přidává do litiny pro zlepšení pevnosti železa a odolnosti proti opotřebení. 18% superslitina na bázi niklu obsahující molybden má vysoký bod tání, nízkou hustotu a nízký koeficient tepelné roztažnosti, který se používá k výrobě různých vysokoteplotních dílů v letectví a kosmonautiku. Kovový molybden je široce používán v elektronických zařízeních, jako jsou elektronky, tranzistory a usměrňovače. Oxid molybdenu a molybdenan jsou vynikající katalyzátory v chemickém a ropném průmyslu. Sulfid molybdeničitý je důležitým mazivem používaným v leteckém a strojním průmyslu. Molybden je jedním z nezbytných stopových prvků rostlin, používaný v zemědělství jako stopové hnojivo.
Čistý molybdenový drát pro vysokoteplotní elektrické pece a zpracování elektrických jisker a zpracování drátu; Molybdenové tablety pro výrobu rádiových a rentgenových zařízení; Molybden odolný proti vysokoteplotní ablaci molybdenového kelímku, používaný hlavně při výrobě dělostřeleckého závěru, raketového ventilu, držáku wolframového drátu elektrické žárovky. Přidání molybdenu do legované oceli může zlepšit mez pružnosti, odolnost proti korozi a permanentní magnetismus. Molybden je jednou ze sedmi mikroživin nezbytných pro růst a vývoj rostlin. Zvířata a ryby, stejně jako rostliny, také vyžadují molybden.
