Невилл Мотт родился в Лидсе и учился в колледже Клифтона в Бристоле, а также в колледже Св. Джона в Кембридже. В 1929 году начинает читать лекции в Манчестерском университете. После этого возвращается в 1930 г. в Кембридж в качестве сотрудника и преподавателя в колледже Гонвил и Кэус. В 1933 году перешёл в Бристольский университет в качестве профессора теоретической физики.
В 1948 году стал профессором физики и директором физической лаборатории в Бристоле. В 1954 г. становится кавендишским профессором физики в Кембридже. Остаётся на этом посту до 1971 г. Также Мотт являлся в период с 1959 по 1966 год руководителем колледжа Гонвил и Кэус.
Научные достижения Мотта включают теоретическое объяснение воздействия света на фотоэмульсию, прояснению перехода вещества из металлического в неметаллическое состояние. Его именем названо понятие диэлектрик Мотта.
В 1936 году Мотт избран членом Лондонского королевского общества. В 1957 году являлся президентом английского Физического общества. В начале 1960-х годов был председателем Британского отделения Пагуошского движения. Посвящен в рыцари в 1962 году. Продолжал работать примерно до возраста 90 лет. В 1995 г. был награжден орденом Кавалеров Чести.
Был женат на Руфь Элеанор Хордер. Две дочери — Элизабет и Элис.
Умер в городе Милтон-Кинс в Букингемшире.