Studii liceale la Craiova. A urmat studiile universitare la Şcoala Superioară de Farmacie de la Bucureşti (1891) şi la Geneva, unde a obţinut licenţa în ştiinţe fizico-chimice (1889). În anul 1892 şi-a susţinut teza de doctorat cu titlul La protogine du Mont-Blanc et les roches éruptives qui l’accompagnent; în 1893 a obţinut titlul de docent în mineralogie şi petrografie. Atât colaborarea cu marii geologi şi mineralogi ai Elveţiei şi ai Franţei, cât și numeroasele excursii în Alpi au desăvârşit formaţia sa ştiinţifică. Revenit în ţară în anul 1894, a fost numit profesor la Catedra de cristalografie, mineralogie, petrografie a Facultăţii de Știinţe, Universitatea din Bucureşti. A conceput și a realizat primul curs de mineralogie şi petrografie din România, Curs general de minerale şi roce.

A fost fondator şi director al Institutului Geologic al României (1906–1928); a fost secretar general şi ministru al Industriei şi Comerţului (1927, 1927–1928), calitate în care a contribuit în mod esenţial la redactarea Legii minelor din anul 1924. Cercetările sale s-au îndreptat, în primul rând spre domeniile petrografiei şi mineralogiei, având ca obiect cercetarea unor terenuri cristaline şi a intruziunilor vechi asociate; a urmărit elucidarea structurii Carpaţilor Meridionali, unde a reuşit, cel dintâi, să distingă, în fundamentul vechi metamorfic, două grupe de formaţiuni cristalofiline cu caracter petrografic diferit, asociate fiecare cu mase de roci eruptive caracteristice, rezultat remarcabil care a condus la recunoaşterea unei structuri în pânză de şariaj a Carpaţilor Meridionali. O altă mare realizare o reprezintă recunoaşterea structurii de pânză de şariaj a zonei flişului Carpaţilor Orientali. A avut un rol esențial în studierea structurii geologice a subsolului României: a cercetat formarea zăcămintelor de petrol, poziţia tectonică a masivelor de sare, fiind primul care a descoperit fenomenul de diapirism, elaborând teoria cutelor diapire („cuta lui Mrazec”). Noile sale concepţii privind originea, geneza şi formarea zăcămintelor de hidrocarburi au avut o importanţă covârşitoare în orientarea cercetărilor geologice pentru descoperirea zăcămintelor de petrol. După anul 1919, împreună cu E. Jekelius, a stabilit o împărțire tectonică a câmpurilor gazifere din bazinul Transilvaniei.

Odată cu înfiinţarea primului institut de cercetare a solului şi subsolului, Institutul Geologic al României, în anul 1906, a pus bazele moderne ale cercetării structurilor geologice din pământul românesc. În 1908 a obţinut fondurile necesare pentru ridicarea unui local propriu al institutului, în care au fost plasate laboratoarele și colecțiile sale. În acest spațiu s-au elaborat primele foi ale Atlasului fiziogeografic al României la scara 1/500 000, cuprinzând harta geologică, harta solurilor, harta orografică, harta hidrografică, harta zonelor de vegetaţie şi a resurselor energetice. În cadrul institutului s-au efectuat primele studii moderne asupra solurilor României, a componenţei şi clasificării petrolurilor româneşti, precum şi a altor substanţe minerale. Pentru a stimula activitatea de descoperire de noi zăcăminte, a creat, în cadrul institutului, prima secţie de prospecţiuni geofizice, punând astfel bazele şcolii de geofizică din România.

Domenii de cercetare: geologie, petrografie, mineralogie, geofizică, mișcări tectonice