Molybdänmetall kommt in der Natur nicht in freiem Zustand vor. Das Hauptmineral von Molybdän ist Molybdänit (Molybdändisulfid, MoS₂).
Die Molybdänreserven auf der Erde sind gering, ihr Gehalt beträgt nur 0,001 % des Gewichts der Erdkruste, und die Gesamtreserven an Molybdänerz betragen etwa 15 Millionen Tonnen, hauptsächlich verteilt auf die Vereinigten Staaten, China, Chile, Russland, Kanada und andere Länder. Chinas nachgewiesene Molybdänmetallreserven betragen 1,72 Millionen Tonnen, und die Grundreserven betragen 3,43 Millionen Tonnen, womit es nach den Vereinigten Staaten weltweit den zweiten Platz einnimmt. Molybdänerz konzentriert sich auf vier Provinzen: Shaanxi, Henan, Jilin und Liaoning.