MARIO R. CAPECCHI syntyi Veronassa, Italiassa vuonna 1937. Hän suoritti kandidaatin tutkinnon kemiassa ja fysiikassa Antioch Collegessa vuonna 1961 ja tohtorin tutkinnon biofysiikassa Harvardin yliopistossa vuonna 1967. Hänen väitöskirjatyöhönsä kuului tohtori James D. Watsonin johdolla nonsense-suppression mekanismien analyysi, proteiinisynteesin käynnistyminen, mukaan lukien formyylimetioniini-tRNA:n osoittaminen proteiinisynteesin käynnistäjänä, ja proteiinien lopetusmekanismit. Vuosina 1967-69 tohtori Capecchi oli Harvardin yliopiston Society of Fellows -järjestön nuorempi jäsen. Vuonna 1969 hänestä tuli Harvardin lääketieteellisen tiedekunnan biokemian laitoksen apulaisprofessori. Hänet ylennettiin apulaisprofessoriksi vuonna 1971. Vuonna 1973 hän siirtyi Utahin yliopiston tiedekuntaan biologian professoriksi. Vuodesta 1988 lähtien tohtori Capecchi on ollut Howard Hughes Medical Instituten tutkija, vuodesta 1989 lähtien Utahin yliopiston lääketieteellisen tiedekunnan ihmisgenetiikan professori ja vuodesta 1993 lähtien ihmisgenetiikan ja biologian arvostettu professori. Hän on myös ihmisgenetiikan laitoksen toinen puheenjohtaja.
Tohtori Capecchi tunnetaan parhaiten uraauurtavasta työstään geenien kohdentamisen kehittämiseksi hiiren alkion kantasoluissa (ES). Tämän teknologian avulla tutkijat voivat luoda hiiriä, joissa on mutaatioita missä tahansa halutussa geenissä. Teknologian vahvuus on siinä, että tutkija valitsee sekä sen, mikä geeni mutatoituu, että sen, miten se mutatoituu. Tutkijalla on käytännöllisesti katsoen täysi vapaus manipuloida elävien hiirten perimän DNA-sekvenssejä. Näin tutkijat voivat arvioida yksityiskohtaisesti minkä tahansa geenin toimintaa hiiren kehityksen tai sen jälkeisen vaiheen aikana. Hänen tutkimusintresseihinsä kuuluvat hiiren varhaiskehityksen molekyyligeneettinen analyysi, nisäkkäiden hermoston kehitys, ihmisen perinnöllisten sairauksien hiirimallien tuottaminen, geeniterapia, homologinen rekombinaatio ja ohjelmoidut perimän uudelleenjärjestelyt hiiressä.
Tohtori Capecchi on Kansallisen tiedeakatemian (1991), Euroopan tiedeakatemian (2002), Yhdysvaltain taide- ja tiedeakatemian (2009) ja Kansallisen lääketieteellisen akatemian (2015) jäsen. Hän on saanut lukuisia palkintoja, muun muassa Bristol-Myers Squibb Award for Distinguished Achievement in Neuroscience Research (1992), Gairdner Foundation International Award for Achievements in Medical Sciences (1993), General Motors Corporationin Alfred P. Sloan Jr. Prize for Outstanding Basic Science Contributions to the Cancer Research (1994), German Molecular Bioanalytics Prize (1996), Kyoto Prize in Basic Sciences (1996), Franklin Medal for Advancing Our Knowledge of the Physical Sciences (1997), Feodor Lynen Lectureship (1998), Rosenblatt Prize for Excellence (1998), Baxter Award for Distinguished Research in the Biomedical Sciences (1998), Helen Lowe Bamberger Colby and John E. C. Baxterin ja John E. C. C. Colbyn palkinnot. Bamberger Presidential Endowed Chair Utahin yliopiston terveystieteiden keskuksessa (1999), Collège de Francen biotieteiden luennoitsija (2000), Horace Mann Distinguished Alumni Award, Antioch College (2000), italialainen Premio Phoenix-Anni Verdi -palkinto genetiikan tutkimuksesta (2000), espanjalainen Jiménez-Diáz-palkinto (2001), Pioneers of Progress -palkinto (2001), Albert Lasker -palkinto lääketieteellisestä perustutkimuksesta (2001), Kansallinen luonnontieteiden mitali (2001), John Scott Medal -palkinto (2002), Massry-palkinto (2002), Pezcoller Foundation-AACR International Award for Cancer Research (2003), Wolf Prize in Medicine (2002/03), March of Dimes Prize in Developmental Biology (2005), Nobelin fysiologian ja lääketieteen palkinto (2007) yhdessä Oliver Smithiesin ja Martin Evansin kanssa, American Heart Association Distinguished Scientist Award (2008) ja American Association of Cancer Research Lifetime Achievement Award (2015).
Tutkimusintresseihin kuuluvat: hiiren varhaiskehityksen molekyyligeneettinen analyysi, nisäkkäiden hermoston kehitys, ihmisen perinnöllisten sairauksien hiirimallien tuottaminen, geeniterapia, homologinen rekombinaatio ja ohjelmoidut genomin uudelleenjärjestelyt hiiressä.