Im Jahre 1909 stellte er Unterschiede der Geschwindigkeit von Erdbebenwellen durch den äußeren Erdkörper fest. Er entdeckte dass unter der Erdkruste in etwa 30 km Tiefe ein Mantel liegt. Diese Unstetigkeitsfläche wird nach ihm als Mohorovicic-Diskontinuität oder kurz „Moho“ bezeichnet.