El molibdeno es un metal refractario de alto punto de fusión y alta resistencia, un aditivo indispensable tanto en la industria siderúrgica como en la lubricación a alta temperatura. Su mayor uso está en los aceros aleados: adiciones traza de molibdeno mejoran significativamente la templabilidad, la resistencia a alta temperatura y la resistencia a la fragilización por revenido, de modo que los aceros estructurales, de herramientas, inoxidables y superaleaciones contienen todos molibdeno, muy usados en oleoductos y gasoductos, recipientes a presión, engranajes de automoción y blindajes militares. En superaleaciones, el molibdeno se usa en turbinas de gas y matrices de extrusión en caliente, reteniendo la dureza incluso al rojo. En lubricación, la estructura laminar del disulfuro de molibdeno (MoS2) lo convierte en un excelente aditivo lubricante sólido, mezclado en grasas, películas secas pulverizadas y lubricantes sólidos por metalurgia de polvos para rodamientos y engranajes en condiciones de alta temperatura, alta carga y vacío. En catálisis, los catalizadores molibdeno-cobalto y molibdeno-níquel se usan en la hidrodesulfuración del petróleo y la valorización de crudos pesados, auxiliares clave del refinado. El hilo y la chapa de molibdeno se usan también en electrodos de fusión de vidrio y elementos calefactores de vacío, por su baja presión de vapor a alta temperatura y su no mojabilidad con el vidrio.
El disulfuro de molibdeno (MoS2) es un polvo escamoso negro, el constituyente principal de la molibdenita natural; porque sus capas se deslizan fácilmente unas sobre otras, es un excelente lubricante sólido usado en grasas de alta temperatura, recubrimientos de película seca y modificación autolubricante de plásticos como el nailon. El trióxido de molibdeno (MoO3) es el óxido intermedio para producir molibdeno metálico y molibdatos, y es también un componente de catalizadores de deshidrogenación y desulfuración y un colorante en cerámica y esmaltes. Los molibdatos (como molibdato sódico y molibdato amónico) se usan ampliamente como inhibidores de corrosión metálica, inhibidores de incrustaciones en sistemas de agua de refrigeración y fertilizantes agrícolas traza, y son también precursores para preparar catalizadores de hidrodesulfuración del petróleo. La molibdenita (MoS2) misma es el principal mineral del que se refina el molibdeno, de modo que su identidad como lubricante y como materia prima metalúrgica coincide en un solo mineral.
