לפני מעברו לקנדה, למד מאסק באוניברסיטת פרטוריה במשך חמישה חודשים, ולאחר מעברו החל ללמוד באוניברסיטת קווינס בשנת 1989, ונמנע משירות החובה בצבא הדרום אפריקאי. בשנת 1992 עזב את קנדה והחל ללמוד כלכלה ופיזיקה באוניברסיטת פנסילבניה. הוא סיים את לימודיו בשנת 1997, עם תואר ראשון (BA) בכלכלה מבית הספר וורטון ותואר ראשון (BS) בפיזיקה מהקולג' לאמנויות ולמדעים.
בקיץ 1994 עבר מאסק שתי התמחויות בעמק הסיליקון, אחת בסטארט אפ לאחסון אנרגיה בשם Pinnacle Research Institute, שחקר אולטרה-קבלים אלקטרוליטיים לאחסון אנרגיה, והשנייה בפאלו אלטו בסטארט אפ Rocket Science Games. ברוס ליק, שהיה המהנדס הראשי של QuickTime של אפל והעסיק את מאסק, ציין: "הייתה לו אנרגיה ללא גבולות. בתקופה ההיא לילדים לא היה ידע לגבי חומרה או איך דברים עובדים, אבל לו היה רקע והוא לא פחד ללכת ולנסות להבין דברים".
בשנת 1995 התקבל מאסק לתוכנית דוקטורט בפיזיקה אנרגטית והנדסת חומרים באוניברסיטת סטנפורד שבקליפורניה. בסופו של דבר הוא נשר מסטנפורד לאחר יומיים, והחליט במקום זאת להצטרף לבועת הדוט-קום ולהקים סטארט אפ בתחום האינטרנט.
קריירה.
בשנת 1995, לאחר שפרש מלימודי דוקטורט באוניברסיטת סטנפורד, הקים מאסק יחד עם אחיו קימבל וגרג קורי את חברת Zip2 באמצעות כסף שגייסו מקבוצה קטנה של אנג'לים בעמק הסיליקון. החברה, ששכרה משרד קטן בפאלו אלטו, פיתחה ושיווקה מדריך עירוני אינטרנטי עבור ארגוני חדשות. לדברי מאסק, לפני הצלחת החברה לא היה באפשרותו לשכור דירה, לכן הוא ישן במשרד של החברה. יתרה מכך, החברה לא יכלה לרכוש יותר ממחשב אחד, וכתוצאה מכך הושפעה שיטת העבודה, כשלדברי מאסק: "האתר היה פעיל במהלך היום, ואני תכנתתי אותו בלילה, שבעה ימים בשבוע, כל הזמן".
בפברואר 1999 רכשה קומפאק את Zip2 תמורת 307 מיליון דולר, במטרה למזג אותה עם AltaVista שהייתה בבעלותה. מאסק, שהחזיק ב-7 אחוזים מהחברה, קיבל מהעסקה 22 מיליון דולר.
PayPal.
במרץ 1999 הקים מאסק את X.com, שירות פיננסים מקוון, בעזרת הכסף שהרוויח ממכירת Zip2. שנה לאחר מכן מוזגה החברה עם חברת Confinity, והחברה המשותפת עסקה בתשלומים דרך דואר אלקטרוני באמצעות הדומיין PayPal. מאסק כיהן כמנכ"ל החברה, עד להדחתו באוקטובר 2000. בפברואר 2001 הוחלט לשנות את שם החברה ל-PayPal. באוקטובר 2002 נרכשה החברה על ידי eBay תמורת מיליארד וחצי דולר. מאסק היה מחזיק נתח המניות הגדול בחברה טרם רכישתה, כ-11.7 אחוז.
בשנת 2017 רכש מאסק את הדומיין X.com מ-PayPal, בטענה כי לדומיין ערך רגשי עבורו.
SpaceX.
ביוני 2002 הקים מאסק את חברת SpaceX, או בשמה המלא: Space Exploration Technologies Corporation, ומאז הוא משמש בה מנכ"ל ומנהל טכנולוגי. החברה מפתחת טילי חלל לוויינים וחלליות. מלכתחילה יעד החברה הוגדר ככוכב הלכת מאדים.
מוצריה כוללים את המשגרים פאלקון 1, פאלקון 9, ופאלקון כבד. החברה גם פיתחה את חללית המטען דרגון 1.0 ואת אחותה המאוישת דרגון 2.0, הראשונה טסה לחלל למעלה מ־20 פעמים והשנייה טסה לחלל לראשונה במרץ 2019 וכבר טסה יותר מ-5 פעמים.
SpaceX היא חברה פורצת דרך במובנים רבים. היא הצליחה להגיע להובלה כלל־עולמית בטכנולוגיות שיגור לחלל והשאירה מאחור לא רק חברות פרטיות כמוה אלא גם את סוכנויות החלל הממשלתיות למרות כל תקציביהן וניסיונן. היא הראשונה שהצליחה לשגר טיל ולהנחית את השלב הראשון במדויק ולהשתמש בו שוב לשיגור, היא מפעילה את הטיל החזק ביותר כיום, היא משפרת ומשדרגת את מוצריה כל העת באופן נועז וחדשני ובנוסף לכל זה מחירי השיגור שלה זולים בהרבה ממחירי השיגור של כמעט כל הרקטות האחרות הקיימות כיום. SpaceX היא יצרנית המשגרים הגדולה בעולם עם 21 שיגורים של פאלקון 9 בשנת 2018 ו-26 שיגורים בשנת 2020.
פרויקט הדגל העכשווי של החברה הוא מיזם סטארשיפ, שמתעתד להיות הטיל החזק ביותר מאז ומעולם. כמו שאר מוצרי החברה, גם כאן מדובר במשגר שבנוי לשימוש חוזר. זו הפלטפורמה היחידה שנמצאת בשלבים מעשיים שבאמצעותה ניתן לחזור למשימות מאוישות לירח ואף למאדים. דגם ניסוי, SN8, הצליח בביצוע "דילוג" לגובה 12 ק"מ, והשלים תמרון לקראת נחיתה שכשלה בשניות האחרונות. אב הטיפוס SN10 הצליח לבצע את הנחיתה, אך מספר דקות לאחר מכן התפוצץ. במאי 2021 נחת בשלום אב הטיפוס SN15, שבו הוכנסו שיפורים רבים לעומת הדורות הקודמים.
טסלה.
טסלה (במקור: טסלה מוטורס) התאגדה ביולי 2003 בידי 2 מהנדסים בשם מארטין איברארד ומארק טארפינינג, אשר מימנו את החברה עד סדרת גיוס הממון הראשונה. למארטין ומארק היה תפקיד פעיל בהתפתחות הצעירה של החברה עוד לפני מעורבותו של מאסק. בפברואר 2004, אילון מאסק הצטרף לחבר הדירקטוריון של החברה והנהיג את סדרת גיוס הממון הראשונה בתור יושב ראש הדירקטוריון. שלושתם האמינו בעתיד החברה על סמך ההשראה ששאבו מאב הטיפוס של מכונית הספורט החשמלית הראשונה של טסלה, הטסלה רודסטר (Tesla Roadster). מאסק לקח תפקיד פעיל בחברה וניהל את עיצוב מוצר הרודסטר לפרטי פרטים, אך לא היה עדיין מעורב בעסקיה היומיומיים של החברה. עקב המשבר הכלכלי העולמי ב-2008 וסדרת אי הסכמות בניהול החברה ב-2007, איברארד נאלץ לעזוב את החברה בעוד שמאסק תבע לעצמו את הנהגת החברה בתור מנכ"ל והארכיטקט הראשי של המוצרים. נכון לשנת 2020, מאסק מכהן כמנכ"ל יצרניות רכב למשך התקופה הארוכה ביותר שנראתה בתעשיית ייצור הרכב העולמית.
החברה הקימה מערך יצור לדוגמה לאחר קשיים רבים ונחשבת כמובילה בפיתוח עתידי של טכנולוגיות לצבירת אנרגיה כולל חברת בת למכירת צבירה ושימור טכנולוגיות שמש ורוח באמצעות קולטי אנרגיות ורעפים וסוללות שומרות אנרגיה בבתים ממבנים אחרים. למטרה זו הקים חברת בת נוספת המעסיקה מתקן יצור ענק (מגה פקטורי) לציוד ולסוללות.
טסלה בנתה לראשונה את מכונית הספורט החשמלית שלה, טסלה רודסטר, בשנת 2008, עם מכירות של כ-2,500 כלי רכב ל-31 מדינות. טסלה החלה למסור את דגם ה-Model S בעל ארבע הדלתות ב-22 ביוני 2012. הדגם זכה להצלחה שהובילה לזינוק במחיר מניית החברה בבורסת נאסד"ק. היא חשפה את המוצר השלישי שלה, ה-Model X, שמכוון לשוק רכבי השטח / המיניוואנים, ב-9 בפברואר 2012; עם זאת, ההשקה של דגם X עוכבה עד ספטמבר 2015. בנוסף למכוניות משלה, מכרה טסלה מערכות הינע חשמליות לדיימלר עבור ה-Smart EV, מרצדס B-Class Electric Drive ו-Mercedes A Class, וטויוטה עבור RAV4 EV. מאסק הצליח להכניס את שתי החברות הללו כמשקיעות לטווח ארוך בטסלה.
ב-9 באוקטובר 2014, הודיעה החברה על דגם P85D, דגם זה מהווה שדרוג לטסלה S ובכלל זה, התקנת שני מנועים במקום אחד, שילוב של "בקרת שיוט מסתגלת" הנשענת על מצלמות, מכ"ם וחיישני אולטרה-סאונד ואופציה לשני סוגי סוללות (הנבדלים זה מזה בעיקר, בקיבול ובהתאם, מאפשרים טווחי נסיעה שונים באותם תנאי דרך והתנהגות נהג).
בשנים האחרונות מוכרת טסלה כ-250,000 כלי רכב בשנה. בספטמבר 2018 הגיע לפשרה עם הוועדה לניירות ערך ולבורסות (SEC) בעקבות תביעה על הטעיית משקיעים, אחרי שפרסם בטוויטר על כוונה להפוך את טסלה לחברת פרטית ואחר כך חזר בו. במסגרת הפשרה יפרוש מאסק באופן טכני מתפקידו כיו"ר טסלה וישלם קנס של 20 מיליון דולר, אך עדיין ימשיך להנהיג את החברה. מניית החברה עוברת עליות ומורדות רבים והדבר נקשר לשמו של מאסק שמתווכח ומתקשר ישירות עם עוקביו בטוויטר. מאסק נחשב למנהל כריזמתי אך קפדן שמתעניין בפרטים של כל תחום שאותו הוא לומד [לעיתים בלימוד עצמי]. כנשיא החברה הוא הסתפק במשכורת של דולר לשנה וחבילת הטבות ארוכת טווח הכוללת מיליארדים אחרי רווחים עתידיים והמשך מעורבות בחברה.
במרץ 2021 מאסק הודיע כי תפקיד המנכ"ל בו החזיק יכונה "טכנוקינג" (Technoking), טכנו-מלך, של חברת טסלה.
בנובמבר 2021 פרסם סקר בחשבון הטוויטר שלו, בו שאל את הגולשים האם כדאי לו למכור 10% מהמניות בהם הוא מחזיק בחברה. מאסק התחייב לפעול לפי תוצאות הסקר. כעבור יומיים, 58% מ-3.5 מיליון הגולשים שהשתתפו בסקר השיבו בחיוב. מאסק אמור היה להרוויח 25 מיליארד דולר מהמכירה. בסופו של דבר, מאסק הפסיד מהמכירה 50 מיליארד דולר בתוך יומיים, בממוצע של הפסד 1.2 מיליארד דולר בשעה. זהו ההפסד הגדול ביותר שחווה אי פעם אדם מבחינה כלכלית ביומיים.
סולאר-סיטי.
מאסק הוא בעל המניות הראשי ויושב הראש בחברת סולאר-סיטי העוסקת בעיקר בהתקנת לוחות סולאריים ובפיתוח אנרגיה סולארית.
ניוראלינק.
בשנת 2016 יסד מאסק יחד עם שותפים נוספים חברת הזנק בתחום הנוירוטכנולוגיה בשם ניוראלינק שמטרתה לאפשר ממשק בין המוח האנושי לבינה מלאכותית. החברה מפתחת שתל מוחי שמטרתו לעזור לאדם להשתלב עם תוכנה ועם ההתקדמות בתחום הבינה המלאכותית, ובין היתר לשפר את הזיכרון ולאפשר תקשורת ישירה בין המוח לבין מכשירים אלקטרוניים.
בהדגמה שביצעה החברה באוגוסט 2020, תיאר מאסק את אחד ממכשיריה הראשונים כ-"Fitbit בתוך הגולגולת", שעתיד לאפשר ריפוי של שיתוק, חירשות, עיוורון וליקויים אחרים. מדעני מוח רבים ביקרו את טענתו, ובמגזין MIT Technology Review תוארו הצהרות החברה כ"ספקולטיביות ביותר".
The Boring Company.