Nasceu a 16 de junho de 1792 em Lisboa, mas fez os seus primeiros estudos em Leiria. Aos cinco anos coube-lhe a carreira eclesiástica na Ordem de Malta de que seu tio, Frei José da Silva Ataíde, foi o último bailio residente em Malta. As guerras napoleónicas deram-lhe um rumo diferente, não só pela conotação pró-francesa da família, como pela crise da Ordem de Malta. Entrou para a Brigada Real de Marinha frequentando a Real Academia de Marinha e em 1812 já tinha completado o curso de Matemáticas tornando-se oficial engenheiro, pedindo então para entrar como partidista do Real Observatório.
Genro do fundador dos Anais das Ciências e das Artes, Diogo Mascarenhas Neto, escreveu alguns artigos sobre agronomia mesmo antes de, em 1820, se deslocar para Paris, onde completou a sua formação frequentando os laboratórios do Jardin des Plantes e assistindo aos cursos de Vauclin no Instituto. Já em Paris publicou estudos sobre técnicas e instrumentos científicos. Os seus artigos sobre adubos foram, segundo Maria Carlos Radich, elementos fundamentais na ciência agronómica portuguesa, mostrando nele um partidário da teoria orgânica e do método experimental. Publicou ainda um artigo sobre eletricidade em que defendeu a conjugação das experiências com a análise matemática que afirmou permitir confirmar as hipóteses.
Em 27 de novembro de 1823, depois do seu regresso a Portugal, foi eleito sócio correspondente da Academia das Ciências de Lisboa e em novembro de 1824 tornou-se sócio substituto de efetivo na classe de Ciências Naturais. Apesar da Guerra Civil e das dissidências entre os Liberais, nas quais que sempre se sentiu compelido a tomar partido, foi um membro ativo da Academia das Ciências de Lisboa. Tornou-se académico efetivo a 9 de dezembro de 1835 e em 18 novembro de 1840 foi nomeado diretor da classe de Ciências Naturais. Foi também no seu âmbito que lhe foi prestada homenagem depois da morte, não existindo nenhuma rua com o seu nome em Lisboa, nem qualquer placa comemorativa no prédio onde nasceu.
Em setembro de 1823, apresentou os seus quadros de química à Academia das Ciências de Lisboa que os aprovou. No seu regresso a Lisboa foi nomeado provedor da Casa da Moeda. Escreveu então um compêndio de físico-química, oferecendo-o aos alunos que frequentavam a aula que criou na casa da Moeda. Apesar de pareceres positivos, o atraso, por parte da Academia, na publicação da obra, levou Mouzinho de Albuquerque procurar outra alternativa, tendo obtido autorização para o efeito por parte do governo presidido por Palmela em 16 de setembro de 1824. Ainda que defenda o uso do método experimental não existe neste compêndio referência à notação simbólica proposta por Brezélius em 1820.
Em 1823, já tinha oferecido às Cortes uma “Memória sobre o estabelecimento da Instrução Pública em Portugal”. A educação que propunha era influenciada pelas reformas revolucionárias francesas. Para além de um ensino primário, centrado no ensino das primeiras letras destinado a todos os cidadãos, um secundário e liceal que visavam a especialização e o ensino profissional, criava três Academias que substituíam a Universidade. Estas escolas, viradas para o ensino das ciências naturais, da matemática, da física e da química, representavam um esforço de compreensão da natureza e das suas leis.
Entre setembro e outubro de 1825 viajou até aos Açores para analisar as águas das Furnas. Em 1826 publicou as suas observações debruçando-se sobre a constituição geológica, a flora e a origem histórica da paisagem agrária de São Miguel, cujas características atribui à má distribuição da propriedade. Enquanto Governador da Madeira, em 1835, faz um relatório semelhante sobre as ilhas da Madeira, Porto Santo e Desertas.
A sua carreira de cientista é abruptamente interrompida pela usurpação e a Guerra Civil em que assumirá um papel de relevo como militar e como membro do Governo na ilha Terceira. Criará Escolas para os militares presentes na ilha.
Nomeado ministro do Reino em 1835, apresentará, a 25 de janeiro de 1836, na Câmara dos Deputados, um Regulamento do Ensino Primário no Reino e um regulamento provisório dos Estudos Maiores na Cidade de Lisboa. A reforma geral dos estudos que criava as faculdades de Medicina, Matemática, Engenharia Civil, Escolas do Exército, de Marinha, de Comércio e de Administração Pública era submetida ao parecer de uma comissão. O projeto, já existente quando integrou o Governo, abrangia o Porto e de forma mais restrita os Açores e a Madeira.
Teve ainda um papel relevante no início de uma política de conservação e restauro de monumentos históricos tendo ordenado à Academia das Ciências que determinasse quais os Monumentos a preservar de entre os Bens Nacionais de que o Estado tomara posse após a Guerra Civil. Em 1836/7, enquanto Inspetor das Obras Públicas da Região Centro, começou também a estudar o mosteiro da Batalha e iniciou a sua reconstrução. Após a sua morte foi publicada a memória em que descreveu os trabalhos que realizou.
A 22 de Junho de 1836, é nomeado Inspetor das Obras Públicas da Região Centro. Apresenta o seu primeiro relatório sobre a barra de Aveiro, o encanamento do Mondego e a Estrada de Lisboa Porto, a 3 de maio de 1837.
A Revolta dos Marechais volta a cortar a sua carreira, mas a 7 de março de 1840 é nomeado Inspetor Geral-Interino das Obras Públicas do Reino. O estado calamitoso das comunicações no País tornou-se então, a sua maior preocupação tendo feito aprovar contratos referentes a obras de necessidade indiscutível, como, a estrada de Lisboa ao Porto e as pontes de Sacavém e Pênsil do Porto. Entre 1840 e 1842 estudou a situação geral do País, apresentando um relatório em 6 de dezembro de 1842. Participou ainda na constituição de uma Sociedade intitulada “Sociedade Promotora da Construção, Conservação e Aperfeiçoamento das Comunicações do Reino”. As estradas previstas neste plano, segundo F.E. Serpa Pimentel escreveria em finais do século, constituíram a estrutura de referência da rede de estradas construída em Portugal no século XIX. Como deputado defendeu o projeto que foi aprovado com ligeiras modificações.
Opositor a Costa Cabral, foi exonerado do seu cargo em 1843, mas continuou a defender o seu projeto no Parlamento. Opôs-se à lei de 3 de março de 1845, que constituía a Companhia das Obras Públicas como empreiteiro geral das estradas. Privado da sua função pública empregou-se como engenheiro na construção da vala da Azambuja. Entretanto escrevera e enviara à Academia das Ciências um manual destinado a apoiar os engenheiros na construção de pontes de pedra. Para além da apresentação do projeto, em que a memória descritiva era considerada uma peça fundamental, guiava-os na procura de rochas adequadas à fabricação de cimentos e explicitava os princípios de construtivos das pontes. Este livro foi publicado em 1844.
Mouzinho de Albuquerque foi moço fidalgo da Casa Real, tendo recebido várias condecorações ao longo da sua vida como as de comendador da Ordem de Torre e Espada, grã-cruz da Ordem de Aviz e grã-cruz da Ordem Militar de Nossa Senhora da Conceição de Vila Viçosa.
Faleceu de ferimentos resultantes da batalha de Torres Vedras, no contexto da Patuleia. O seu elogio histórico foi proferido por Júlio Máximo de Oliveira Pimentel, na sessão pública de 19 de novembro de 1856.