生于巴黎，卒于巴黎。1872年入弗雷米实验室当助手，并旁听化学家H.S.C.德维尔和H.J.德布雷讲课。1874年毕业于高级职业学校。1877年获自然科学学士学位。1879年通过药剂师考试后被任命为药学院实验室主任，同时任农艺学院物理助教。1880年获博士学位。1880～1883年任巴黎药学院助教和高级演示员，1886年任无机化学教授。1891年当选法国科学院院士。1900年任巴黎大学无机化学教授。

穆瓦桑1886年6月26日制出了单质氟，在科学界引起了轰动。制取单质氟是19世纪无机化学重大课题之一。为了制备这个当时被称为“不驯服的元素”的氟，许多化学家为之奋斗了70多年。穆瓦桑吸取了前人的经验教训，用低温电解氟氢化钾（KHF₂）的无水氢氟酸溶液的方法，取得成功。他还详细地研究了氟的化学性质并制得了一些化合物（SiF₄、IF₅、CF₄、有机氟化合物等）。穆瓦桑还设计出一种用电弧加热的特殊电炉（穆瓦桑电炉），这种电炉被广泛用于加热难熔的氧化物，还原出大量的金属（钼、钽、铌等）；制取出不少的金属氮化物、硼化物和碳化物。他因制出单质氟和发明穆瓦桑电炉而获1906年诺贝尔化学奖。著有《氟及其化合物》（1900）和《电炉》（1897）。