En 1998, Jens Mouris est vice-champion du monde de la course aux points juniors. Aux championnats du monde sur route, il est 23e du contre-la-montre juniors, à deux minutes du vainqueur Fabian Cancellara[1].
En 2000, il est deuxième du championnat des Pays-Bas du contre-la-montre des moins de 23 ans et troisième du championnats des Pays-Bas du kilomètre. Il participe à la poursuite par équipes des Jeux olympiques de Sydney avec l'équipe des Pays-Bas, qui se classe septième. En fin d'année aux championnats du monde sur piste, cette équipe est émiminée en quart de finale[2]. Il est à nouveau vice-champion des Pays-Bas du contre-la-montre des moins de 23 ans en 2001. Il participe cette année-là aux championnats du monde sur piste, où les Pays-Bas sont septièmes de la poursuite par équipes[3].
En 2002, Jens Mouris est recruté par Rabobank GS3, réserve de l'équipe professionnelle Rabobank. Il est cette année-là troisième de l'Olympia's Tour, dont il gagne le prologue, et deuxième du championnat des Pays-Bas de poursuite. En septembre, il participe aux championnats du monde sur piste. L'équipe des Pays-Bas y réalise le septième temps du tour de qualification de poursuite par équipes, puis est éliminée en étant rattrapée par les Britanniques[4]. En poursuite individuelle, Mouris se classe quinzième[5]. Aux championnats du monde sur piste de 2003, il ne passe pas le tour de qualification de la poursuite individuelle[6] et est neuvième de la poursuite par équipes[7].
De 2004 à 2008, Jens Mouris fait du cyclisme sur piste sa priorité[8]. Il devient professionnel en 2004 au sein de l'équipe Axa[9]. Champion des Pays-Bas de poursuite individuelle, il participe aux championnats du monde où l'équipe des Pays-Bas est quatrième de la poursuite par équipes[10]. En poursuite individuelle, il est éliminé au tour de qualification[11]. Il fait partie de l'équipe des Pays-Bas qui prend la cinquième place du tournoi de poursuite par équipes des Jeux olympiques d'Athènes. Sur route, Mouris gagne le Tour d'Overijssel.
Aux championnats du monde sur piste de 2006 à Bordeaux, Jens Mouris est médaillé d'argent de la poursuite individuelle en étant battu par Robert Bartko en finale. Il devient champion d'Europe de l'omnium. Sur route, Mouris court avec l'équipe continentale allemande Regiostrom-Senges. Il gagne deux étapes de la course À travers le Brabant wallon et prend la deuxième place du classement général, derrière son coéquipier Markus Eichler[12]. Durant la saison de coupe du monde 2006-2007, Mouris gagne deux des quatre manches de l'américaine : à Moscou avec Danny Stam et à Manchester avec Peter Schep. Il en remporte ainsi le classement final.
Il est membre en 2007 de l'équipe DFL-Cyclingnews-Litespeed. Il gagne le championnat d'Europe de l'américaine avec Peter Schep et se classe troisième du championnat d'Europe de l'omnium. Aux championnats du monde sur piste, il est sixième de la poursuite individuelle[13] et septième de la poursuite par équipes[14]. En fin d'année, il gagne avec Peter Schep l'américaine lors de la manche de coupe du monde de Sydney.
En 2011, Vacansoleil obtient une licence ProTeam, devient Vacansoleil-DCM et participe donc à toutes les courses de l'UCI World Tour. Mouris ne gagne pas de course durant cette saison. Il est notamment deuxième du championnat des Pays-Bas du contre-la-montre, troisième du Duo normand avec Martijn Keizer, sixième des Trois Jours de Flandre-Occidentale.
Chez Orica-GreenEDGE de 2012 à 2015
En 2012, Jens Mouris est recruté par la nouvelle équipe australienne GreenEDGE qui devient au cours d'année Orica-GreenEDGE. Il remporte avec elle les contre-la-montre par équipes de Tirreno-Adriatico et de l'Eneco Tour. En septembre, il est médaillé de bronze du nouveau championnat du monde du contre-la-montre par équipes de marques avec ses coéquipiers, dans le Limbourg néerlandais.
