Professor e pesquisador na Universidade da Califórnia em San Diego (UCSD), nos Estados Unidos, onde trabalha desde 2008. É também diretor do Programa de Células-Tronco da UCSD. Seu trabalho aborda temas da fronteira da genética e neurociência, como o desenvolvimento de etapas iniciais do sistema nervoso humano usando organóides cerebrais (“minicérebros”) derivados de  células-tronco. É o biólogo brasileiro com maior número de publicações científicas de alto-impacto da atualidade. Formado em ciências biológicas pela Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), com doutorado em biologia genética pela Universidade de São Paulo (USP).  Durante seu pós-doutoramento no Instituto Salk de pesquisa, também em San Diego, na Califórnia, Muotri foi pioneiro em mostrar, em 2005, que neurônios humanos derivados de células-tronco embrionárias eram capazes de se diferenciar e se integrar funcionalmente em cérebros de animais quiméricos (formados por células de duas espécies diferentes). Usando a reprogramação celular (desenvolvida pelo prêmio Nobel Shinya Yamanaka), em 2010, conseguiu reverter alterações morfológicas e funcionais em neurônios derivados de indivíduos com autismo em laboratório. Dr Muotri deverá ser o primeiro cientista brasileiro a viajar para o espaço. A empreitada está planejada para ocorrer em novembro de 2024, quando o pesquisador pretende conduzir na Estação Espacial Internacional (ISS) experimentos que ajudarão a proteger o cérebro de astronautas dos efeitos da microgravidade, algo fundamental para a colonização espacial.