Cuando Mao estudió geografía en el Departamento de Historia y Geografía de la Universidad de Zhejiang, se centró en la meteorología. Por lo tanto, a menudo interactúa con meteorólogos de generaciones anteriores, como el presidente Zhu Kezhen y el profesor Tu. Su arduo trabajo y espíritu emprendedor le valieron el reconocimiento del presidente Zhu, y en el otoño de 1943, fue presentado como asistente en el Instituto de Meteorología de la Academia Sínica de Beibei, Sichuan. Después de la victoria de la Guerra Antijaponesa en 1945, regresó a Nanjing con el instituto. En el verano de 1946, Mao fue admitido entre los estudiantes internacionales financiados con fondos públicos reclutados por el Ministerio de Educación. Presentado por Zhao Jiuzhang, director del Instituto de Meteorología de la Academia de Ciencias de China, fue al Instituto Scripps de Oceanografía de la Universidad de California en Estados Unidos en agosto de 1947 para estudiar oceanografía. Después de cuatro años de arduo estudio, obtuve mis títulos de maestría y doctorado en agosto de 1951. Inspirado por la fundación de la República Popular China, inmediatamente después de recibir su título solicitó regresar a China para trabajar para su patria socialista. Sin embargo, el gobierno de Estados Unidos en ese momento se negó a liberarlos con el pretexto de que estaban "en guerra con la República Popular China en Corea del Norte". Para ganarse la vida, tuvo que obtener temporalmente un puesto de profesor asociado en el Instituto Scripps de Oceanografía, utilizar el salario ahorrado para contratar a un abogado y utilizar medios legales para luchar contra el Servicio de Inmigración de Estados Unidos. La batalla legal duró tres años desde el tribunal de distrito hasta la Corte Suprema. Durante este período, también escribió al primer ministro Zhou Enlai a través de su familia en China, informándole de la situación y solicitando ayuda. En el verano de 1954, el primer ministro Zhou expuso el feo comportamiento del gobierno estadounidense al detener injustificadamente a estudiantes y personal científico y tecnológico chinos, y lanzó una lucha de ojo por ojo contra él. No fue hasta entonces que Estados Unidos levantó la prohibición de regreso de Mao Hanli al país y le permitió salir de China. Sin embargo, en vísperas de su salida de Estados Unidos, el gobierno estadounidense se negó a darse por vencido y descaradamente lo atrajo a la provincia de Taiwán, pero Mao se negó severamente. En agosto de 1954, finalmente regresó a los brazos de su patria y cumplió su anhelado deseo.
Después de que Mao regresó a China, fue inmediatamente al Laboratorio de Biología Marina de Qingdao de la Academia de Ciencias de China, la única institución de investigación marina en la Nueva China. Después de ser presentado por el subdirector Zeng Chengkui y el director del Departamento de Oceanografía de la Universidad de Shandong, He Chongben, fue nombrado investigador asociado en el Laboratorio de Biología Marina de Qingdao de la Academia de Ciencias de China, liderando el trabajo del grupo de medio ambiente marino del laboratorio. Cuando la oficina se amplió al Instituto de Oceanografía en octubre de 1959, se desempeñó como director de la Oficina de Investigación Física del Océano. Fue ascendido a investigador en agosto de 1963 y subdirector en junio de 1978. En junio de 1980, fue elegido como. miembro (académico) del Departamento de Geología de la Academia de Ciencias de China.