Molibdeen is 'n oorgangsmetaal met 'n elektronegatiwiteit van 1.8 op die Paulingskaal en 'n atoommassa van 95.9 g/mol. Dit reageer nie met suurstof of water by kamertemperatuur nie. By hoë temperature word molibdeentrioksied gevorm tydens die reaksie 2Mo + 3O2 → 2MoO3 In sy suiwer vorm is molibdeen 'n baie harde silwerwit metaal, dit is egter meer pletbaar as wolfram. Dit het 'n smeltpunt van 2623 °C en slegs tantaal en wolfram het hoër smeltpunte. Molibdeen het die laagste termiese uitsetting van enige metaal in kommersiële gebruik.
Molibdeen kan gebruik word as legeringsbymiddel en as vuurbestande bedekking vir ander metale. Al is molibdeen se smeltpunt 2623 °C, oksideer molibdeen baie vinnig by temperature bo 760 °C wat dit meer geskik maak vir gebruik in vakuumomgewings. Molibdeendisulfied (MoS2) word gebruik as 'n smeermiddel en korrosieweermiddel. Dit vorm sterk films op metaalagtige oppervlakke en het 'n baie hoë weerstand tot baie hoë temperature en drukke. Natriummolibdaat is 'n helder oranje pigment wat gebruik word in keramieke en plasieke.
Molibdeen is die element met die 42ste grootste verspreiding in die heelal en die 25ste in die Aarde se oseane met 'n gemiddelde konsentrasie van 10,8 mt/km³. Die Russiese Luna 24-sending het 'n enkele molibdeendraende korrel in 'n pirokseenfragment ontdek wat vanaf die Mare Crisium op die Maan verkry is.