Металл молибден в свободном состоянии в природе не встречается. Основным минералом молибдена является молибденит (дисульфид молибдена, MoS₂).
Запасы молибдена на земле невелики, его содержание составляет всего 0.001% от веса земной коры, а общие запасы молибденовой руды составляют около 15 миллионов тонн, в основном распределены в США, Китае, Чили, России, Канаде и других странах. Доказанные запасы металлического молибдена в Китае составляют 1,72 миллиона тонн, а основные запасы — 3,43 миллиона тонн, занимая второе место в мире после США. Молибденовая руда сосредоточена в четырех провинциях: Шэньси, Хэнань, Цзилинь и Ляонин.