Knapp 0.1 mg Molybdän täglich benötigt unser Körper für das aktive Zentrum mehrerer Enzyme. In der industriellen Katalyse und im Forschungslabor spalten Molybdänkatalysatoren Alkene an der C=C-Doppelbindung und fügen die Bruchstücke wieder zusammen – aus Propen wird so rasch eine Mischung von Ethen, Propen, cis- und trans-2-Buten. Die katalytische Herstellung von Ammoniak aus atmosphärischem Stickstoff gelingt einer kleinen Gruppe von Mikroorganismen mit Hilfe des molybdänhaltigen Enzyms Nitrogenase, dem wir mehr als die Hälfte der bioverfügbaren Stickstoffverbindungen in der Biosphäre verdanken. Auch im Labor zeigten Molybdänkomplexe Anfangserfolge auf dem Weg zu einer katalytischen Ammoniaksynthese bei Umgebungsbedingungen. 

Als Peter Jacob Hjelm 1781 die Reduktion des von Carl Wilhelm Scheele erhaltenen Oxids eines bis dahin unbekannten Metalls mit Kohle gelang, gewann er Molybdän in nicht sehr reiner Form. Das harte Material enthielt Molybdäncarbid und war deshalb so spröde, dass man es nicht verarbeiten konnte. Ende des 19. Jh. wurde die Zähigkeit von Molybdänstahl entdeckt, der bald für die Herstellung von Geschützrohren in großen Mengen benötigt wurde. Reines Molybdän [1] glänzt silbrig, ist härter als Eisen, sehr zäh und hochschmelzend, ritzt Glas jedoch nicht und lässt sich hämmern, feilen und polieren.

Auch Pflanzen sind auf die lebenswichtigen Funktionen der Sulfit- und Aldehyd-Oxidasen sowie auf Xanthin-Oxidoreduktase angewiesen und verwerten Nitrat mit Nitrat-Reduktasen, die im katalytischen Zentrum den Molybdän-Cofaktor enthalten. Daher gedeihen Pflanzen nur, wenn sie Molybdän aus dem Boden aufnehmen können und tragen dieses Spurenelement in die Nahrungskette ein. Der von der Deutschen Gesellschaft für Ernährung geschätzte Bedarf von 50 – 100 µg pro Tag (ca. 1 % des Molybdäninventars des menschlichen Körpers) wird durch den Molybdängehalt unserer Nahrung leicht gedeckt. Etwa 100 µg Molybdän finden sich z. B. in 140 g Erbsen, 50 g Sojabohnen, 80 g Rotkohl, 45 g Schweineleber oder in 20 g Buchweizen.

Als Katalysatoren für die Synthese von Ammoniak unter milden Bedingungen haben sich Molybdänkomplexe in der Grundlagenforschung etabliert. Pionier ist auch auf diesem Gebiet MIT´s Molybdenum Man R. R. Schrock, der 2003 ein Molybdän-Katalysatorsystem vorstellte. [8] Die zunächst noch niedrige Anzahl von vier Katalysecyclen, bei denen pro Molybdänatom acht Ammoniakmoleküle gebildet werden, wurde kürzlich von einem Molybdän-Zweikernkomplex übertroffen, der in der Gruppe von Nishibayashi in einem ähnlichen Experiment auf gut elf Moleküle NH₃ pro Molybdänatom kam [9] und durch Austausch eines Stickstoff-Donoratoms des verwendeten Komplexliganden gegen ein Kohlenstoffatom auf 115 Moleküle Ammoniak pro Molybdänatom steigern konnte [10].