Mott werd geboren in Leeds als oudste van de twee kinderen van Charles Francis en Lilian Mary (Reynolds) Mott, die elkaar ontmoet hadden toen ze beide werkten in hetCavendish-laboratorium onderJ.J. Thomson. Toen hij zes jaar oud was verhuisde het gezin Mott naarStafford, waar hij tot aan zijn tiende levensjaar thuis werd onderwezen door zijn moeder omdat zijn ouders bezorgd waren om zijn gezondheid.
Mott studeerde wiskunde en theoretische natuurkunde inCambridge. Aansluitend verrichtte hij onderzoek aan deuniversiteit van Cambridge onderRalph Fowler, daarna bijNiels Bohr inKopenhagen en vervolgens inGöttingen bijMax Born. Na een jaar als lecturer inManchester bijWilliam Lawrence Bragg en aansluitend een jaar als lecturer in Cambridge werd hij hoogleraar theoretische natuurkunde aan deuniversiteit van Bristol en later hoofd van het natuurkunde instituut aldaar. In 1954 keerde hij terug naar Cambridge als Cavendish Professor of Physics, een positie die hij behield tot aan zijn pensionering in 1971.
Tussen 1930 en 1940 hield Mott zich onder andere bezig metatomaire botsingsprocessen, de effecten van licht opfotografische emulsies, de theorie vanovergangsmetalen en met de hardheid vanmetaallegeringen. Tijdens deTweede Wereldoorlog was Mott in Londen werkzaam binnen het militaire onderzoek. Na de oorlog hield hij zich bezig met oxidatieprocessen bij lage temperatuur en metaal-isolator overgangen. Rond het midden van de jaren zestig begon zijn werk met betrekking tot de elektronenstructuur van wanordelijke materialen dat hem in 1977 de Nobelprijs opleverde. Hiertoe behorenhalfgeleiders waarin veel vreemde atomen opgelost zijn.
Verder werd hij onderscheiden met deRoyal Society'sHughes Medal (1941), deRoyal Medal (1953) en deCopley Medal (1972) naast vele andere prijzen en eredoctoraten.
