O Ξενοφών Μούσας είναι Διευθυντής του Εργαστηρίου Αστροφυσικής, αναπληρωτής καθηγητής Φυσικής Διαστήματος, στο Τμήμα Φυσικής του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών. Επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας της Φυσικής Διαστήματος του Πανεπιστημίου Αθηνών. Έχει διατελέσει Αναπληρωτής Προέδρου Τμ. Φυσικής Πανεπιστημίου Αθηνών και Διευθυντής του Τομέα Αστροφυσικής, Αστρονομίας και Μηχανικής, μέλος της Συγκλήτου του Πανεπιστημίου Αθηνών. Εργάσθηκε επί έτη ως research Fellow, research assistant, senior visiting research Fellow στο Imperial College of Science Technology and Medicine του Πανεπιστημίου του Λονδίνου, ως επισκέπτης καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Μεξικού, στο Αστεροσκοπείο Παρισίων (Laboratoire d'etudes spatiales et d'instrumentation en astrophysique) και το Ινστιτούτο Μαξ Πλανκ για το Ηλιακό Σύστημα (Max-Planck-Institut fur Sonnensystemforschung) στη Γερμανία. Συμμετέχει σε διαστημικά πειράματα της ΝΑΣΑ και του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (όπως στην διαστημική αποστολή STEREO και WIND στα πειράματα WAVES'). Μελετά το διαπλανητικό διάστημα, την κοσμική ακτινοβολία, τις μαγνητόσφαιρες πλανητών (Άρη, Γης, Δία, Κρόνου, Τιτάνα, Εγκέλαδου), ηλιακά φαινόμενα που επηρεάζουν την Γη. Κατασκεύασε μαζί με άλλους τον ηλιακό ραδιοφασματογράφο "ARTEMIS" (ραδιοτηλεσκόπιο διαμέτρου 7 μέτρων, μεταλλική κατασκευή ΠΥΡΚΑΛ) που λειτουργεί στις Θερμοπύλες (ΟΤΕ). Ο ραδιοφασματογράφος λαμβάνει καθημερινά από ανατολής μέχρι δύσης Ηλίου από το 1995, 110 φάσματα του Ηλίου σε συχνότητες 20 έως 650 MHz κάθε δευτερόλεπτο όλες τις ημέρες του έτους από την ανατολή μέχρι τη δύση του Ηλίου, συνεχώς από το 1995. Συμμετέχει με μεγάλη επιτυχία στην μελέτη του Μηχανισμού των Αντικυθήρων. Συμμετέχει σε εκπαιδευτικά και εκλαϊκευτικά προγράμματα για ενήλικες και μαθητές σε συνεργασία με την Ένωση Ελλήνων Φυσικών και Ευρωπαϊκά Ιδρύματα. Έχει επιβλέψει ή επιβλέπει 15 διδακτορικά ως κύριος επιβλέπων. Έχει επιβλέψει πολλές διατριβές μεταπτυχιακών και περίπου 200 πτυχιακές εργασίες. Οι περισσότεροι των μεταπτυχιακών ήταν υπότροφοι του ΙΚΥ και άλλων οργανισμών. Έχει δημοσιεύσει 85 επιστημονικά άρθρα σε διεθνή περιοδικά, βιβλιοκριτικές, κεφάλαια σε βιβλία κ.α. Είναι μαζί με άλλους συγγραφέας του βιβλίου "Διαστημική φυσική", Εκδόσεις "Ελληνικού Ανοικτού Πανεπιστημίου", Πάτρα, 2003. Έχει εκτενές εκλαϊκευτικό έργο (Φυσικός Κόσμος, Εκπαιδευτική Ελληνική Εγκυκλοπαίδεια Εκδοτικής Αθηνών). Έχει λάβει τιμητική διάκριση από την Αμερικανική Ένωση Γεωφυσικών (American Geophysical Union, Βοστώνη, 2001). Έχει λάβει Βραβείο της NASA το 2009, για συμμετοχή στην διαστημική αποστολή Οδυσσέας [Group achievement award to Ulysses team for outstanding multidisciplinary team effort which culminated in the highly successful operations and prolific scientific return of the Ulysses mission.]. Είναι κριτής σε προγράμματα του Ευρωπαϊκού Ιδρύματος Ερευνών. Έχει κάνει εκθέσεις ανά τον κόσμο με θέμα τον Μηχανισμό των Αντικυθήρων και την Ιστορία της αρχαίας Ελληνικής Αστρονομίας: Νέα Υόρκη (Children's Museum of Manhattan), Έναρξη διεθνούς Έτους Αστρονομίας UNESCO, Αίγυπτο (Βιβλιοθήκη Αλεξάνδρειας, Ελληνικά Σχολεία στην Αίγυπτο: Αβερώφειο, Αμπέτειο Σχολή), Αλγερία, Ιταλία (Ινστιτούτο Επιστημών Γραμμάτων και Τεχνών Βενετίας), Πολωνία (Αστεροσκοπείο του Κοπέρνικου και Πλανητάριο του Ώλστιν), Σλοβακία (Αστρονομικό Ινστιτούτο Ακαδημίας Επιστημών, Σουηδία (Museum Gustavianum), Γερμανία και πάρα πολλές στην Ελλάδα, σε σχολεία, Ναυτικό Μουσείο Κρήτης, Ιωνικό Κέντρο, Σκιάθο, Χίο, Αλεξανδρούπολη, Καλλιθέα, Ρόδο, Κάσο, Κρανίδι, στη ΔΕΘ [δυο φορές], Ζάππειο [έκθεση ΓΓΕΤ, δυο φορές], Πανεπιστήμιο Πατρών (δυο φορές), Χαροκόπειο Πανεπιστήμιο, μόνιμα εκθέματα στο Μουσείο Επιστημών και Τεχνολογίας Πανεπιστημίου Πατρών. Έχει πολλές αστρονομικές δραστηριότητες σε συνεργασία με ερασιτέχνες αστρονόμους σε διάφορα μέρη στην Ελλάδα (π.χ. παρατηρήσεις του Ηλίου στα Προπύλαια του Πανεπιστημίου Αθηνών στην οδό Πανεπιστημίου, την Ρόδο, Κάσο, Αλεξανδρούπολη και αλλού, παρατήρηση της διάβασης της Αφροδίτης στη Ρόδο, έκλειψη στο Καστελλόριζο). Συμμετείχε στην σχεδίαση μαγνητικής ασπίδας του διαστημικού τηλεσκοπίου ακτίνων Χ "ROSAT". Συμμετέχει στην ανάπτυξη του Ηλιακού "radar" ('LOIS') και στην σχεδίαση της Ευρωπαϊκής Επιστημονικής Βάσης στη Σελήνη και των μελλοντικών διαστημικών αποστολών για τον πλανήτη Κρόνο, Τιτάνα και Εγκέλαδο.