Stal molibdenowa jest stopem o wysokiej wytrzymałości, stosowanym w wielu gałęziach przemysłu. Stopy stali wykonane z molibdenu są nie tylko mocniejsze i twardsze, ale także bardzo odporne na ciepło i korozję. Elektronika, ciężkie części maszyn, narzędzia i części samolotów są często wykonane ze stopów stali zawierających molibden.
Unikalne właściwości molibdenu sprawiają, że jest on przydatny w stopach stali. Molibden jest bardzo odporny na ciepło i może wytrzymać ekstremalnie wysokie temperatury, przy wyjątkowo wysokiej temperaturze topnienia, a także jest doskonałym przewodnikiem ciepła. Stopy stali molibdenowej zachowują swoją wytrzymałość po podgrzaniu i są mniej podatne na rozszerzanie się, mięknienie lub odkształcanie. Z tych stopów często wykonuje się narzędzia i części narażone na ekstremalne tarcie.
Stal wykonana z molibdenu ma również inne zalety. Stal molibdenowa jest wysoce odporna na korozję i jest stosowana w stopach stali nierdzewnej dla lepszej ochrony. Stop jest również łatwy do spawania, co czyni go szczególnie wszechstronnym. Jest tylko nieco gęstszy niż żelazo i znacznie lżejszy niż wolfram, co oznacza, że molibden może zapewnić wytrzymałość bez dramatycznego wzrostu masy.
Nie ma jednej stali molibdenowej, a do konkretnych zastosowań wytwarzana jest szeroka gama stopów zawierających molibden. Większość stopów molibdenu zawiera od 0.25 procent molibdenu do 8 procent molibdenu. Wiele stopów stali na bazie niklu i tytanu zawiera również molibden.
Przed XX wiekiem do produkcji stopów stali najczęściej używano wolframu. Pod koniec XIX wieku naukowcy zaczęli eksperymentować ze znacznie lżejszym pierwiastkiem molibdenem i uzyskali obiecujące wyniki. Francuska firma Schneider & Co. stała się pierwszym na świecie producentem stali molibdenowej, kiedy w 20 roku wykorzystała ten stop do produkcji płyt pancernych.
W pierwszej połowie XX wieku molibden zaczął zastępować wolfram. Podczas I wojny światowej popyt na wolfram podniósł ceny, czyniąc stopy alternatywne bardziej atrakcyjnymi. Molibden był nie tylko tańszy, ale niższa waga i wyższa odporność na ciepło sprawiły, że metal był bardziej wszechstronny, a producenci stale znajdowali nowe zastosowania.
Nowoczesne gałęzie przemysłu nadal wykorzystują właściwości tego stopu. Stal molibdenowa jest używana do produkcji ogromnych dźwigarów konstrukcyjnych dla przemysłu budowlanego oraz drobnych włókien do urządzeń elektronicznych. Z tych stopów wykonane są części do pieców i turbin, części samochodowe, części samolotów i ciężkie części maszyn, takie jak łożyska i matryce. Stal nierdzewna zawierająca molibden jest stosowana w przemyśle farmaceutycznym, medycznym, spożywczym, restauracyjnym i cateringowym, a także wszędzie tam, gdzie higiena jest problemem i wymagane są sterylne powierzchnie.