53年，莫尔纳尔生于美国加利福尼亚州的普莱森顿，在德克萨斯州圣安东尼奥长大。1975年，毕业于圣路易斯华盛顿大学，获得物理学学士学位（最高荣誉），电气工程理学学士学位（最高荣誉），和数学学士学位（summa cum laude）。1978年，获得康奈尔大学物理学硕士学位。1982年，获得康奈尔大学物理学博士学位。1981年至1995年，在IBM位于加利福尼亚州圣荷西的研究中心担任研究人员和管理人员。1993年至1994年，在瑞士苏黎世联邦理工学院担任访问客座教授。1995年至1998年，在圣地牙哥加