Molybdän ist ein refraktäres Übergangsmetall mit hohem Schmelzpunkt, hoher thermischer Leitfähigkeit und ausgeprägter Festigkeit bei hohen Temperaturen. In Legierungen wirkt es als Karbidbildner und stärkt durch Mischkristall- und Ausscheidungshärtung. Es verbessert Kriechbeständigkeit, Warmfestigkeit und Korrosionsresistenz von Stählen, Superlegierungen und Titanlegierungen. In Werkstoffwissenschaften ist es auch relevant für Katalysatoren, Dünnschichten und als Legierungsbestandteil in Hochtemperaturanwendungen.