Molybdænjern er en legering af molybdæn og jern. Dets vigtigste anvendelse er som et tilsætningsstof for molybdænelement i stålfremstilling. Tilføjelse af molybdæn til stål kan give det en ensartet finkornstruktur og forbedre dens hærdebarhed, hvilket er fordelagtigt for at fjerne temperering af kontaktleren. I højhastighedsstål kan molybdæn erstatte en del af wolfram. Tilsætning af molybdæn til støbejern kan øge dens styrke og slidstyrke. Molybdæn, når den kombineres med andre legeringselementer, er vidt brugt i produktionen af rustfrit stål, varmebestandigt stål, syrebestandigt stål og værktøjsstål samt legeringer med specielle fysiske egenskaber.
