Logam molibdenum tidak ditemukan dalam keadaan bebas di alam. Mineral utama molibdenum adalah molibdenit (molibdenum disulfida, MoS₂).
Cadangan molibdenum di bumi kecil, kandungannya hanya 0.001% dari berat kerak bumi, dan total cadangan bijih molibdenum sekitar 15 juta ton, terutama didistribusikan di Amerika Serikat, Tiongkok, Chili, Rusia, Kanada, dan negara-negara lain. Cadangan logam molibdenum Tiongkok yang terbukti adalah 1,72 juta ton, dan cadangan dasarnya adalah 3,43 juta ton, menempati peringkat kedua di dunia setelah Amerika Serikat. Bijih molibdenum terkonsentrasi di empat provinsi: Shaanxi, Henan, Jilin, dan Liaoning.