Møller valgt til Folketinget fra København 1984–2015, miljøvernminister 1990–1993, utenriksminister 2001–2010 og kulturminister 2010–2011. I 2011 hadde han også posten som kirkeminister. Møllers politiske linje har vært oppfattet som sentrumsorientert, men med vekt på klassiske konservative dyder. Han har blant annet betonet menneskerettighetenes rolle i utenrikspolitikken. Med sin intellektuelle bakgrunn, med doktorgrad i litteraturvitenskap, har han blitt oppfattet som noe akademisk i sin fremtoning.