ای خدا ، من باید از نظر علم از همه برتر باشم، تا مبادا که دشمنان مرا از این راه طعنه زنند. باید به آن سنگدلانی که علم را بهانه کرده و به دیگران فخر می‌فروشند، ثابت کنم که خاک پای من هم نخواهند شد. باید همه آن تیره دلان مغرور و متکبر را به زانو در آورم، آنگاه خود خاضع ترین و افتاده ترین مرد روی زمین باشم. ای خدای بزرگ آنها که از تو می‌خواهم ، چیزهایی است که فقط می‌خواهم در راه تو به کار اندازم و تو خوب میدانی که استعداد آنرا داشته‌ام. از تو می‌خواهم مرا توفیق دهی که کارهایم ثمر بخش شود و در مقابل خسان سر افکنده نشوم.

دکتر چمران در ریاضیات و بخصوص درس هندسه ، آنقدر توانا بود که حریفی نداشت. شاگردان او نه تنها ریاضیات که همه چیز از فلسفه ، تاریخ علم الاجتماع از او می‌آموختند. خیلی کم درس می‌خواند و همیشه سر کلاس درس را یاد می‌گرفت. از خطاط ، نقاش و عکاسی بسیار ماهر و زبردستی بود. نقاشی بسیار زیبایی از حضرت علی علیه‌السلام در کودکی می‌کشد. بعد از اتمام دبیرستان در کنکور رتبه 15 کشوری را کسب می‌کند و در رشته الکترونیک در دانشکده فنی شروع به تحصیل می‌کند. مهندس بازرگان استاد درس ترمودینامیک وی بود. بسیار سختگیر بود و به کسی نمره بیشتر از 15 یا 16 نمی‌داد، اما به مصطفی نمره 22 می‌دهد. مهندس بازرگان به همه می‌گوید: برای چنین دانشجویی نمره من همین است. دوره مهندسی برق (الکترومکانیک) دانشکده فنی تهران را با نمره ممتاز و شاگرد اولی به پایان رساند و با استقاده از بورس تحصیلی ویژه شاگردان ممتاز برای ادامه تحصیل راهی آمریکا شد. ابتدا در دانشگاه تگزاس آمریکا مشغول تحصیل شده و درجه فوق لیسانس برق را دریافت نمود. سپس در سال 1342 از دانشگاه برکلی در کالیفرنیا دکترای خود را در رشته مهندسی برق در پلاسما و گداخت هسته‌ای دریافت کرد، که در آن زمان جدیدترین دانش روز غرب بوده است. آن روزها در آمریکا ، پلاسما موضوع درجه یک بود. فیزیک پلاسما ، یعنی بمب هیدروژنی ، چیزی هم که ایشان درست کرد یک لامپ پیشرفته در ابزار جنگی بود. در درسهای آن روز رایانه آنالوگ ، جزو مهمترین و سخت ترین درسها بود. مصطفی از آن نمره 20 گرفت. در حال حاضر همه جزواتی را که او نوشته است درس می‌دهند. خلاصه یادداشتهای ایشان از درس فیزیک پلاسما ، که آنرا در سال 1961 گذرانده ، محتوای بسیار غنی دارد و انگار به روز است. وقتی در دانشگاه برکلی در حال گذراندن دوره دکتری است، به یکی از همکاران که چند سال از دکتر چمران زودتر فارغ التحصیل شده کمک می‌کند، بطوری که در پایان نامه دکتر ویلیام هارتمن می‌بینیم، از دکتر چمران به نیکی یاد می‌شود.
موضوع پایان نامه چند صد صفحه‌ای دکتر چمران در مقطع دکترا ،باریکه الکترون در مگنترون با کاتد سرد است. مگنترون یک لامپ الکتریکی است که اولین کارهای مربوط به آن در سال 1921 انجام گرفت. اولین مگنترون یک دو قطبی استوانه‌ای بود که در میدان مغناطیسی طولی (موازی با محور استوانه) قرار گرفته بود. کاتد آن رشته نازک داغ و آند آن استوانه‌ای بود. الکترونهایی که از سطح کاتد جدا می‌شوند به طرف آند حرکت می‌کنند، ولی در اثر میدان مغناطیسی ، جهت حرکت آنها تغییر می‌کند و می‌توانند به طرف کاتد برگردند. اگر میدان الکتریکی افزایش یابد الکترونها می‌توانند به آند برخورد کنند و جریان بزرگ الکتریکی بوجود می‌آید، این پدیده را مگنترون می‌نامند.

از مگنترون به عنوان لامپ تقویت کننده یا نوسان ساز هم می‌توان استفاده کرد. در رساله دکترای ایشان بررسیهای نظری درباره نوسان پلاسما ، پدیده‌های پخش بار فضایی و همچنین بررسیهای عملی درباره اثر شکل آند بر مدارهای نوسانی و نقطه ضعف و قوت آنها به عمل آمده است. از مکانیک آماری برای بررسی انعکاس و حرکتهای گردابی پلاسما نیز استفاده شده است.