Ανακαλύφθηκε το 1778 από τον Σουηδό χημικό Carl Wilhelm Scheele και απομονώθηκε το 1781 από τον Peter Jacob Hjelm, το μολυβδαίνιο χρησιμοποιείται κυρίως ως συστατικό κραματοποιημένου χάλυβα. Ένα ασημί λευκό μέταλλο με ατομικό αριθμό 42, είναι στερεό σε θερμοκρασία δωματίου, έχει ατομική μάζα 95.94 και εμφανίζεται στον περιοδικό πίνακα των στοιχείων κάτω από το χημικό σύμβολο «Mo». Λόγω της απαλότητας, του χρώματος και της λιπαρής του αίσθησης, αρχικά θεωρήθηκε λανθασμένα ως ένωση μολύβδου. Το όνομά του, που προέρχεται από το molybdos, την ελληνική λέξη για το μόλυβδο, αντικατοπτρίζει αυτό.
Μία από τις πιο μοναδικές και επομένως χρήσιμες ιδιότητες του μολυβδαινίου είναι το εξαιρετικά υψηλό σημείο τήξης του: 4753°F (2623°C ή 2896 K). Μάλιστα, σε σύγκριση με άλλα καθαρά στοιχεία, έχει ένα από τα υψηλότερα σημεία τήξης. Λόγω της ικανότητάς του να αντέχει σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες, το μολυβδαίνιο χρησιμοποιείται στην κατασκευή πυραύλων, αεροσκαφών, διαστημικών σκαφών, βαρελιών τουφεκιού, νημάτων λαμπτήρων και εξαρτημάτων κλιβάνου.
Στις Ηνωμένες Πολιτείες, περίπου τα δύο τρίτα του μολυβδαινίου χρησιμοποιούνται για την κατασκευή ανοξείδωτου και κραματοποιημένου χάλυβα. Ο ανοξείδωτος χάλυβας, ανθεκτικός στη σκουριά και τη διάβρωση, χρησιμοποιείται, για παράδειγμα, σε συστήματα διανομής νερού και εξοπλισμό σέρβις τροφίμων. Οι ανθεκτικοί κραματοποιημένοι χάλυβες χρησιμοποιούνται στη διαμόρφωση εξαρτημάτων αυτοκινήτων και μηχανημάτων κατασκευής. Προστιθέμενο στα κράματα χάλυβα, το μολυβδαίνιο σχηματίζει ένα εξαιρετικά ισχυρό προϊόν που μπορεί να αντέξει τις υψηλές θερμοκρασίες. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως επιβραδυντικό καπνού και φλόγας, αναστολέας διάβρωσης, ξηρό λιπαντικό και χημικός καταλύτης σε ορισμένες εφαρμογές στη βιομηχανία πετρελαίου.
Οι Ηνωμένες Πολιτείες είναι μια σημαντική πηγή μολυβδαινίου στον κόσμο, αντλώντας από ορυχεία στο Κολοράντο, στο Νέο Μεξικό και στο Αϊντάχο. Άλλοι παραγωγικοί παραγωγοί παγκοσμίως περιλαμβάνουν την Κίνα, τον Καναδά, το Περού και τη Ρωσία. Το μέταλλο μπορεί να εξορυχθεί απευθείας, να συλλεχθεί από πηγές μεταλλεύματος όπως ο μολυβδενίτης ή το θειούχο μολυβδαίνιο (MoS2), να ληφθεί ως υποπροϊόν της εξόρυξης χαλκού και να ανακτηθεί από το ορυκτό ουλφενίτη (PbMoO4).
Το μολυβδαίνιο είναι επίσης σημαντικό βιολογικά καθώς διευκολύνει τη διαδικασία απορρόφησης αζώτου στα φυτά. Προκειμένου το έδαφος να υποστηρίξει τη ζωή των φυτών, πρέπει να περιέχει ένα ικανοποιητικό επίπεδο αυτού του ορυκτού. Είναι επίσης απαραίτητες ιχνοστοιχεία διατροφής για την προώθηση της ανάπτυξης στα ζώα. υπερβολικές ποσότητες, ωστόσο, είναι τοξικές. Ως αποτέλεσμα, στις ΗΠΑ, η έκθεση στο χώρο εργασίας ρυθμίζεται τόσο από την Επαγγελματική Ασφάλεια και Υγεία στη Διοίκηση (OSHA) όσο και από το Εθνικό Ινστιτούτο για την Επαγγελματική Ασφάλεια και Υγεία (NIOSH).