Mads Møller gik i faderens, C.F. Møllers, fodspor og blev uddannet som arkitekt fra Kunstakademiets arkitektskole og blev i 1966 ansat ved C.F. Møller. Han har bl.a. tegnet Ravnsbjergkirken ved Aarhus, Nobelparken, Carl-Henning Pedersen og Else Alfelt-museet i Herning, A.P. Møller Skolen i Slesvig og boligbyggeriet Sandbakken i Skåde.