Sebastian Möller wurde 1968 geboren und studierte Elektrotechnik an den Universitäten in Bochum, Orléans (Frankreich) und Bologna (Italien). Von 1994 bis 2005 war er als wissenschaftlicher Mitarbeiter und später Hochschuldozent am Institut für Kommunikationsakustik (IKA) der  Ruhr-Universität Bochum tätig und arbeitete dort im Bereich der  Sprachsignalübertragung, der Sprachtechnologie und Kommunikationsakustik, sowie zu Aspekten der Qualität sprachbasierter Systeme. Von 2005 bis 2015 arbeitete er an den Telekom Innovation Laboratories, einem An-Institut der Technischen Universität Berlin. Im April 2007 wurde er zum Universitätsprofessor für das Fachgebiet "Quality and Usability" an der TU Berlin berufen. Von 2015 bis 2017 war er Prodekan für Forschung der Fakultät für Elektrotechnik und Informatik der TU Berlin, und von 2017 bis 2019 Dekan dieser Fakultät. Er leitet seit 2017 als Wissenschaftlicher Direktor den Forschungsbereich "Speech and Language Technology" am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz, DFKI.