Molybdän ist ein harter und spröder Werkstoff. Zu den wichtigsten Eigenschaften gehören ein hoher Schmelzpunkt und geringer Dampfdruck. Gleichzeitig weist es eine hohe Dichte und Steifigkeit sowie gute Wärmeleitfähigkeit und geringe thermische Ausdehnung auf. Molybdän gilt als sehr beständig gegen die meisten Säuren und Laugen. Die Eigenschaften sind vergleichbar mit Wolfram wodurch sich die Anwendungsgebiete ähneln.

Elektroden aus Molybdän werden für Schweißprozesse, z. B. beim Widerstandsschweißen, hergestellt, insbesondere wenn Werkstoffe wie Kupfer, Bronze oder Messing geschweißt werden sollen.

TZM (Titan-Zirkon-Molybdän) wird aus Molybdän durch die Zugabe geringer Mengen kleiner Karbide hergestellt. TZM wird bei starker mechanischer Belastung verbunden mit hohen Stromdichten eingesetzt. Im Vergleich zu reinem Molybdän ist TZM fester und hat eine höhere Rekristallisationstemperatur sowie eine höhere Kriechfestigkeit. In der Schweißtechnik wird TZM speziell wie Molybdän und Wolfram als Elektrodenwerkstoff für das Schweißen von NE-Metalle verwendet.