父毛景彪，中华民国陆军中将，曾任国民政府军事委员会委员。外祖父为谭延闿，其母谭莉，为谭祥之妹，陈诚为毛高文的姨丈。国立台湾大学化学工程系毕业，美国加州大学柏克莱分校化工硕士、卡内基美隆大学化工博士，曾任美国通用汽车公司工程师，1972年返台后担任国立清华大学工业化学系系主任、工学院院长，任内曾主持电动车的研制计划。1978年任国立台湾工业技术学院（现为国立台湾科技大学）院长。1981年接任国立清华大学校长，创立人文社会学院。1987年担任教育部部长，任内积极减轻国民中学学生课业负担，主张「课程要尽量简化