De nationalité suisse et française, Alexandre Mauron a étudié les sciences biologiques à l'Université de Lausanne, où il a obtenu un doctorat ès sciences (biologie moléculaire) en 1978. Il a été chercheur postdoctoral à l'Université de Stanford (1978-1983) et au Département de biochimie de la Faculté des sciences de l'Université de Genève (1983-1987).

Depuis 1987, il se consacre à la bioéthique, d'abord comme attaché scientifique à la Fondation Louis-Jeantet de Médecine à Genève, puis à la Faculté de médecine de l'Université de Genève. Depuis 1995, il y enseigne la bioéthique, d'abord en qualité de professeur associé, puis comme professeur ordinaire (dès 2001) et dirige l'Institut d'éthique biomédicale de cette faculté.

Ses thématiques de recherche sont les enjeux éthiques de la génétique humaine, de l'assistance médicale à la procréation et de la fin de vie, ainsi que les questions d'éthique sociale liées aux inégalités en santé. Alexandre Mauron est membre individuel de l'Académie Suisse des Sciences Médicales. Il a fait partie de plusieurs commissions d'éthique, notamment la Commission nationale suisse d'éthique en médecine humaine et le Comité d'éthique de la recherche de l'Organisation Mondiale de la Santé. Il a également été membre du Conseil Suisse de la Science et de la Technologie.