Consiguió su gran oportunidad como actriz cuando intervino junto a Keanu Reeves en el gran éxito de los hermanos Wachowski Matrix. Tras el estreno de la película, intervino junto a Val Kilmer en Planeta rojo. Más recientemente, ha intervenido junto a Juliette Binoche, Johnny Depp y Dame Judi Dench en Chocolate, la película de Lasse Hallstrom nominada al Oscar, y junto a Guy Pearce en el thriller independiente Memento, elogiado por la crítica, por el que Moss obtuvo el premio Independent Spirit como mejor actriz secundaria. Más recientemente, Moss ha intervenido en Matrix Reloaded, la segunda entrega de la trilogía de Matrix.

Moss nació en Vancouver, Canadá, y comenzó a actuar en un grupo de teatro musical infantil cuando tenía once años. Un viaje a Europa con el coro escolar en su último curso afirmó su pasión por la interpretación y se matriculó en la American Academy of Dramatic Arts de Pasadena. Después de graduarse, Moss se trasladó a Europa y se convirtió en una modelo de éxito, viajando por todo el mundo y apareciendo en las portadas de numerosas revistas internacionales. Mientras trabajaba en España, consiguió un papel en la serie de televisión Dark Justice. Se trasladó a Los Angeles al año siguiente, cuando la serie cambió de escenario, y poco después fue elegida para un papel protagonista en el programa de televisión de Aaron Spelling Models Inc.

Aparece en el thriller Suspect Zero, junto a Aaron Eckhart y Sir Ben Kingsley.