早期生涯
莫雷生於美國新澤西州的紐華克城市。父親 Sardis Morley是一位牧師。莫雷在康乃狄克州，哈特福縣長大成年。莫雷三歲就能認字，六歲就開始讀拉丁文，是一位天才神童。他父親家中圖書館的書都被他讀完了。1857 年，進入 Williams College ，那時候美國最優等的學校之一，主修自然歷史。畢業後，又留校一年，學習天文學。他父母親想要他繼承父親的工作，成為牧師。莫雷於是又進入 Andover Theological Seminary 學習神學。妻子是 E. B. Isabella 。
事業
從 1869 年到 1906 年，莫雷任聘為 西方儲備大學 (Western Reserve College) 化學系的教授。西方儲備大學與凱斯理工學院於 1967 年合併，成為今天的凱斯西儲大學。
莫雷最為人知的傑作，是他與邁克耳孫於 1887 年共同合作的邁克耳孫-莫雷實驗。雖然他和邁克耳孫都不認為這實驗推翻了以太假說，很多物理學家覺得他們達到了這目的。阿爾伯特·愛因斯坦也被這實驗影響，引領出想出相對論。因為這實驗，邁克耳孫榮獲 1907 年的諾貝爾物理獎。莫雷稍後又與 Dayton Miller 共同合作從事其他類似的以太實驗研究。
莫雷曾經研究地球大氣層的氧氣成分，熱膨脹，和在磁場內的光速。
榮譽
1895年，莫雷榮任美國科學促進會的會長。1899 年，他又擔任美國化學會的會長。同年，美國化學學會的芝加哥分部頒發給他 Willard Gibbs Medal 。為了獎勵他準確地測量出氧原子與氫原子的相對原子量，倫敦皇家學會頒發給他 1907 年的 Davy Medal 。由於他對化學貢獻良多，賓夕法尼亞州的弗蘭克林學院 (Franklin Institute) 於 1912 年授予 Elliott Cresson Medal 。
為了紀念他在科學方面的貢獻，月球的莫雷隕石坑以他命名。在康州哈特福縣，莫雷國小也是以他命名，他的住家在 1975 年被列為國家歷史地標 (National Historic Landmark) 。
