Преподаватель метеорологии в Навигационном училище в Бакре и Загребе (с 1880). С 1897 года — приват-доцент, а с 1910 года — профессор Загребского университета. Директор Государственного управления метеорологической и геодинамической службы и обсерватории в Загребе (1892—1921).
В 1909 году Мохоровичич установил существование поверхности раздела между земной корой и мантией Земли, получившей название поверхность Мохоровичича. Разработал методику регистрации землетрясений и предложил конструкцию ряда геофизических приборов.