Laureatosi a Pavia nel 1811, sotto la guida di Vincenzo Brunacci (1768-1818), si aggregò al gruppo dell'Osservatorio di Brera, guidato da Barnaba Oriani (1752-1832). Di simpatie liberali (collaborò anche al giornale il Conciliatore), e coinvolto nelle turbolente vicende del 1820-21, scelse la strada dell'esilio, stabilendosi prima in Svizzera, poi a Londra fra il 1823 ed il 1827. Si trasferì quindi a Buenos Aires, in Argentina, dove svolse un’intensa attività come astronomo, topografo, matematico e fisico. Nel 1835 ebbe la possibilità di essere nominato direttore dell'Osservatorio di Bologna, ma la nomina fu osteggiata dagli Austriaci. Grazie a Giovanni Plana (1781-1864), trovò quindi ospitalità a Torino, dove stampò un lavoro di risonanza internazionale, Sur les forces qui régissent la constitution intérieure del corps (1836), elogiato da Faraday. Ottenne quindi un posto presso l'Università Jonia di Corfù. Nel 1841 fu chiamato a Pisa per ricoprire la cattedra di Fisica matematica a cui si aggiunse, in seguito, anche l'insegnamento di Meccanica celeste e geodesia. Nel 1848 fu a Curtatone e Montanara con il Battaglione universitario pisano. Nominato Senatore del Regno nel 1861, morì a Pisa due anni dopo. Oltre al già citato opuscolo, di Mossotti restano anche importanti contributi nel campo della meccanica celeste, della fisica molecolare e dell'ottica.