Jean-Claude Moireau a suivi des études supérieures de géographie.

Après articles et entretiens pour le magazine Cinéma (Bulle Ogier, Juliet Berto), il s’installe à Paris et consacre un livre à Jeanne Moreau (1988 éditions Ramsay), réactualisé en 1994 ; un autre ouvrage sera édité par Flammarion (2011).

Photographe de plateau, il travaille régulièrement avec François Ozon depuis 1997. Dans sa filmographie (une soixantaine de longs métrages), on relève aussi les noms de Jean-Claude Guiguet, Sébastien Lifshitz, Jean-Claude Biette, Jean-Paul Civeyrac, Cédric Kahn, Anne Fontaine, Olivier Assayas, Catherine Corsini, Emmanuel Mouret, Valérie Donzelli, mais aussi Frederick Wiseman, Eric Rohmer, Theo Angelopoulos et beaucoup de premiers films (Katell Quillévéré, Yann Gonzalez).

Il est membre de l’association PFA (photographes de films associés) et figure dans le catalogue Ciné-Ressources de la Cinémathèque Française.

Il est le réalisateur de Signe d’hiver, un film de 22’ avec Marie Rousseau, Cyrille Thouvenin et Zouzou.