Ses parents étaient dans les domaines de l'agriculture et de l'enseignement.
Titulaire d'un doctorat d’Etat, il était ingénieur agronome (INA Paris).
Il a été directeur d’études à l'EPHE de 1973 à 1996.
Jean-Claude Mounolou a été chercheur à l'INRA puis au CNRS de 1962 à 1968, mais également professeur à la Faculté des Sciences de Paris, à l’Université Paris-VI, à l’Université Paris-XI de 1968 à 2000. Il a été directeur de l’Institut de Génétique et Microbiologie de l’Université Paris-XI, Orsay de 1985 à 1991 et du Centre de Génétique Moléculaire du CNRS, Gif-sur-Yvette de 1992 à 1995 et de 1998 à 1999.
Il a été membre et président de l'Académie d’agriculture de France en 2005 et membre des Comités internationaux ESF, OTAN, IUBS, ICSU.
Génétique (génétique moléculaire, génétique des populations, ressources génétiques).
- Biodiversity, Lévêque C. et Mounolou J.C., 2003, John Wiley and Sons Ltd, 284 p.
- Le débat sur les OGM : apports et limites de l’approche biologique, Jolivet M. et Mounolou J.C., 2005, Natures Sciences Sociétés, 13, 45-53.
- Mitochondrial DNA : an advance in eukaryotic cell biology in the 1960s, Mounolou J.C. et Lacroute F., 2005, Biology of the Cell, 97, 743-748.