Sus padres fueron Constanze Weber y Wolfgang Amadeus Mozart, el mayor de los dos hijos que sobrevivieron a su padre.

Después de la muerte de su padre (1791), Karl Thomas Mozart, a sus siete años, se ocupó de su hermano Franz Xaver Wolfgang Mozart, le instruyó en música e hizo que cursara estudios de enseñanza media.

Sin embargo, su madre Constanze insistió en que él iniciara el aprendizaje mercantil, lo que hizo en Livorno.

En 1808 abandonó de nuevo el estudio, inició una carrera como funcionario y murió en 1858 en Milán; nunca se casó ni tuvo descendencia.

Sobrevivió a su hermano Franz Xaver Wolfgang Mozart, más joven que él pero fallecido en 1844.