Ο Νικόλαος Μουσιόπουλος είναι από το 1989 Καθηγητής και Διευθυντής Εργαστηρίου στο Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών ΑΠΘ. Είναι επίσης Επίτιμος Καθηγητής του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Καρλσρούης. Την περίοδο 1982-1989 δίδαξε στα Πανεπιστήμια του Κάσσελ και της Καρλσρούης. Το ερευνητικό του έργο αφορά σε διάφορα θέματα ενέργειας και περιβάλλοντος, με συμμετοχή σε ανταγωνιστικά προγράμματα συνολικού προϋπολογισμού άνω των 20 εκατ. €. Έχει επιβλέψει 42 υποψηφίους διδάκτορες και μεταδιδάκτορες σε 6 χώρες. Έχει δημοσιεύσει πάνω από 220 άρθρα σε επιστημονικά περιοδικά (Google Scholar: ~ 9500 αναφορές, δείκτης h: 50).
Διαθέτει πλούσια διοικητική πείρα (τρεις θητείες Πρόεδρος Τμήματος, 2006-2010 Κοσμήτορας Πολυτεχνικής Σχολής ΑΠΘ, 2010-2016 Αντιπρόεδρος Διεθνούς Πανεπιστημίου της Ελλάδος). Επίσης θήτευσε στο Επιστημονικό Συμβούλιο του ΕΛΙΔΕΚ (2018-2021). Έχει τιμηθεί, μεταξύ των άλλων, με το Βραβείο Heinrich Hertz και το παράσημο του Τάγματος της Αξίας της Γερμανίας. Από το 2002 είναι τακτικό μέλος της Γερμανικής Ακαδημίας Επιστημών Leopoldina.