Molibdēna dzelzs ir molibdēna un dzelzs sakausējums. Tās galvenā izmantošana ir kā piedevas molibdēna elementam tērauda ražošanā. Molibdēna pievienošana tēraudam var piešķirt vienotu smalku graudu struktūru un uzlabot tā sacietējamību, kas ir labvēlīga, lai novērstu rūdīšanas trauslumu. Ātrgaitas tērauda gadījumā molibdēns var nomainīt daļu volframa. Molibdēna pievienošana čuguna laikā var palielināt tā izturību un nodiluma izturību. Molibdēns, apvienojumā ar citiem leģējošiem elementiem, tiek plaši izmantots nerūsējošā tērauda, siltumizturīga tērauda, skābes izturīgā tērauda un instrumenta tērauda ražošanā, kā arī sakausējumos ar īpašām fizikālām īpašībām.