โมลิบดีนัมเป็นองค์ประกอบโลหะและเป็นสารสีขาวเงินนุ่ม การใช้งานหลักของโมลิบดีนัมนั้นเป็นส่วนเสริมของเหล็กก่อสร้างและเตารีดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในฐานะเม็ดสีและเป็นสารหน่วงไฟ เมื่อโมลิบดีนัมถูกผสมด้วยเหล็กมันจะทำให้เหล็กแข็งแกร่งขึ้นและทนความร้อนได้มากกว่า มันได้มาจากแร่โมลิบดีนัมซึ่งเป็นที่ขุดในสหรัฐอเมริกาตะวันตกเฉียงใต้, จีน, ชิลี, รัสเซียและมองโกเลีย
ที่สำคัญที่สุดของการใช้งานของโมลิบดีนัมเป็นสารเติมแต่งในโลหะผสมเหล็กและเหล็ก การเติมโมลิบดีนัมช่วยเพิ่มความแข็งแรงของเหล็กและเหล็กลดการแตกร้าวและช่วยให้โลหะทนทานต่ออุณหภูมิที่สูงขึ้นได้ดียิ่งขึ้น ในช่วงต้นศตวรรษที่ 21 โมลิบดีนัมที่ขุดได้ประมาณครึ่งหนึ่งถูกใช้สำหรับโลหะผสมเหล็กและเหล็กกล้าในการก่อสร้างเครื่องมือชิ้นส่วนรถยนต์และกังหันไอน้ำ
การใช้โมลิบดีนัมก็เป็นอีกหนึ่งตัวเร่งปฏิกิริยาเคมี โครงสร้างทางเคมีที่หลากหลายของโมลิบดีนัมและความสะดวกในการเปลี่ยนระหว่างสถานะออกซิเดชั่นทำให้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่น่าสนใจสำหรับนักวิทยาศาสตร์ในการสร้างปฏิกิริยาทางเคมีและสังเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ หนึ่งในการใช้งานที่สำคัญที่เกี่ยวข้องกับพลังงานของโมลิบดีนัมเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการกลั่นน้ำมันเชื้อเพลิง
Molybate เป็นอนุพันธ์ของโมลิบดีนัมมีการใช้งานที่สำคัญในด้านการเกษตร โมลิบดีนัมเป็นองค์ประกอบที่จำเป็นในพืชสัตว์และมนุษย์โมลิบดีนัมมีบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนไนโตรเจนในบรรยากาศเป็นแอมโมเนีย ความจริงนั้นทำให้การใช้โมลิบดีนัมในปุ๋ยเกิดขึ้นบ่อยครั้ง
โมลิบดีนัมยังถูกเพิ่มเข้าไปในเม็ดสีเพื่อทำให้สีเหล่านั้นมีความเสถียรและไวต่อการกัดกร่อนน้อยลง มันมักผสมกับเม็ดสีสีแดงสีส้มและสีเหลืองสดใสในหมึกสีและพลาสติกเพราะทำให้ผลิตภัณฑ์สีเหล่านี้โดดเด่นขึ้นเมื่อเทียบกับการสัมผัสกับแสงและความร้อน โมลิบดีนัมที่ใช้กันน้อยกว่าอย่างใดอย่างหนึ่งคือสารหน่วงไฟเนื่องจากความสามารถพิเศษในการปราบปรามควัน มันยังถูกนำไปใช้เป็นสารหล่อลื่นแห้งกับด้านนอกของยานอวกาศ
