خصوصیات ویژه مولیبدن از ساختار اتمی ([36Kr] 4d55s1) آن ناشی می شود. همانطور که از آرایش الکترونی مشخص است، اوربیتال d لایه ماقبل آخر در این عنصر در حال پر شدن است. در این عنصر، اوربیتال های s و d لایه ظرفیت نیمه پر است. بر این اساس، عنصر مولیبدن عنصری پایدار می باشد. این عنصر به واسطه آرایش الکترونی که دارد، در دسته فلزات واسطه قرار گرفته است. فلزات واسطه در حقیقت بین گروه فلزات قلیایی خاکی (گروه دوم) و عناصر گروه بور در جدول تناوبی قرار دارند. به عناصر واسطه، عناصر گروه B نیز گفته می شود.
با توجه به آرایش الکترونی پایدار این فلز می توان نتیجه گرفت که تمایلی به واکنش با اکسیژن یا آب در دمای اتاق نشان نمی دهد. حتی اکسایش ضعیف آن نیز از دمای 300 درجه سلسیوس آغاز می شود. اکسایش توده آن حتی در دمای بالاتر از 600 درجه سلسیوس انجام می شود. در این صورت تری اکسید مولیبدن تشکیل می گردد.
بنابراین برای شروع اکسایش به دما احتیاج دارد. همانند بسیاری از فلزات واسطه سنگین تر از خود، این فلز نیز تمایل کمی برای تشکیل کاتیون در محلول های آبی دارد. با این حال، کاتیون سه بار مثبت (+Mo 3) در شرایط کنترل شده دقیق، ایجاد شده است. عنصر مولیبدن (عنصر شماره 42 جدول تناوبی)، در واقع فلزی است که در حالت توده ای به رنگ سفید نقره ای درخشنده دیده می شود. درحالی که در هنگام پودری به رنگ خاکستری تیره مشاهده می شود.
در میان تمامی فلزات تجاری موجود در بازار، مولیبدن یکی از پایین ترین ضرایب انبساط حرارتی را دارد. به علاوه بیشتر ترکیبات آن حلالیت کمی در آب دارند. این عنصر به شکل های پودری، شمش، میله، سیم، ورقه های بسیار شکل پذیر، ورقه های فشرده و همچنین به شکل بلور های بزرگ منفرد قابل دسترس است. این عنصر از عناصر تانتالیوم و نیوبیوم ارزان تر می باشد. این فلز همچنین نصف وزن و چگالی اتمی فلز تنگستن را دارد، بنابراین در اغلب آلیاژ های فولادی می تواند جایگزین تنگستن شود. در این صورت همان اثرات متالورژی را تنها با مصرف نصف فلز خواهید داشت. از دیگر ویژگی های عنصر مولیبدن می توان به موارد زیر اشاره کرد.