Molibden çoğu organizmada temel bir elementtir; 2008 tarihli bir araştırma makalesi, Dünya’nın erken okyanuslarındaki molibden kıtlığının ökaryotik yaşamın (tüm bitki ve hayvanları içeren) evrimini güçlü bir şekilde etkilemiş olabileceğini tahmin etti.
Çoğunlukla bakterilerde olmak üzere en az 50 molibden içeren enzim tanımlanmıştır. Bu enzimler aldehit oksidaz, sülfit oksidaz ve ksantin oksidaz içerir.Bir istisna dışında, proteinlerdeki Mo, molibden kofaktörü vermek için molibdopterin tarafından bağlanır. Bilinen tek istisna, Fe7MoS9C formülüne sahip FeMoco kofaktörünü kullanan azotazdır.
İşlev açısından, molibdoenzimler azot, kükürt ve karbonu düzenleme sürecinde belirli küçük moleküllerin oksidasyonunu ve bazen indirgenmesini katalize eder. Bazı hayvanlarda ve insanlarda, bir pürin katabolizması süreci olan ksantinin ürik aside oksidasyonu, molibden içeren bir enzim olan ksantin oksidaz tarafından katalize edilir. Ksantin oksidazın aktivitesi vücuttaki molibden miktarıyla doğru orantılıdır. Son derece yüksek bir molibden konsantrasyonu eğilimi tersine çevirir ve pürin katabolizmasını ve diğer süreçleri engelleyebilir. Molibden konsantrasyonu ayrıca protein sentezini, metabolizmasını ve büyümesini de etkiler.