生于德国东部萨克森州艾伦堡，卒于德国柏林。博士，曾任基尔大学动物学教授、动物博物馆馆长，柏林自然博物馆馆长及柏林大学教授。

在完成师范教育后，默比乌斯于1844年开始任教于哈茨山西北侧的小城塞森（Seesen）。1849年，考入柏林大学随生理学家J.P.穆勒（Johannes Peter Müller，1801～1858）、博物学家C.爱伦伯格（Christian Ehrenberg，1795～1876）等学习。1853年大学毕业后，在汉堡一高中教授自然科学，直到1868年。在汉堡期间，参与创建了汉堡自然博物馆、汉堡动物园，并设立了德国第一家公共水族馆。1860年起，默比乌斯致力于基尔湾动物区系研究，其描述与观察富有浓厚的生态学色彩。1868年，在获得哈勒大学（University of Halle）博士学位后，默比乌斯担任基尔大学动物学教授、动物博物馆馆长。他所设立的这一动物博物馆被视为典范，产生了广泛影响。1887年，担任柏林自然博物馆馆长及柏林大学教授，直到1905年退休。

除了海洋生物学研究之外，受普鲁士政府委托，默比乌斯考察了在基尔湾附近养殖牡蛎、贻贝的可能性。在该调查基础上了完成了两部著作《论德国北部海滩的牡蛎与贻贝养殖》（Über Austern: und Miesmuschelzucht und Hebung derselben an der norddeutschen Küste，1870）、《牡蛎与牡蛎养殖》（Die Auster und die Austernwirtschaft，1877）。正是在调查牡蛎养殖过程中，默比乌斯进一步认识到牡蛎和周围其他生物的互动，提出了今天生态学中的核心概念之一生物群落（biocenose）。