Наиболее известен открытием эффекта «Зловещей долины» (яп. ????? букими но тани, англ. The Uncanny Valley), в соответствии с которым люди положительно воспринимают все более похожих на человека роботов, но после определенного предела сходства они начинают вызывать у людей отторжение. Эффект стал известен после публикации в 1970 году одноименной статьи Мори. Его изучение привело учёного к мысли о том, что создатели роботов не должны пытаться сделать их слишком похожими на человека.
В 1974 году Мори опубликовал книгу «Будда в роботе» о своих воззрениях на религию и робототехнику, а также их сочетание. С 1988 многократно организовывал в Японии конкурсы на создание роботов и сам в них участвовал.
В настоящее время является президентом Исследовательского института Мукта в Токио (основанного им же). Институт занимается продвижением религиозных, научных и смешанных идей Масахиро Мори, а также предоставляет консультации по автоматизации и использованию роботов в промышленности.
