Mike Mottau begann seine Karriere als Eishockeyspieler in der Mannschaft des Boston College, für die er von 1996 bis 2000 aktiv war. In dieser Zeit wurde er im NHL Entry Draft 1997 in der siebten Runde als insgesamt 182. Spieler von den New York Rangers ausgewählt, für die er in der Saison 2000/01 sein Debüt in der National Hockey League gab. Nach zweieinhalb Jahren wurde der US-Amerikaner am 22. Januar 2003 von New York zu den Calgary Flames transferiert, für die er bis Saisonende vier Mal in der NHL auf dem Eis stand, ehe er am 25. Juli 2003 als Free Agent von den Mighty Ducks of Anaheim verpflichtet wurde, für deren Farmteam aus der American Hockey League, die Cincinnati Mighty Ducks, er in der folgenden Spielzeit ausschließlich aktiv war.
Es folgte jeweils ein Jahr bei den Worcester IceCats und den Peoria Rivermen in der AHL, ehe der US-Amerikaner am 17. Juli 2006 einen Vertrag bei den New Jersey Devils aus der NHL erhielt, für die er bis zum Saisonende 2009/10 aktiv war. Im September 2010 unterzeichnete Mottau bei den New York Islanders.[1]
Am 27. Februar 2012 transferierten ihn die Islanders gemeinsam mit Brian Rolston im Austausch für Marc Cantin und Yannick Riendeau zu den Boston Bruins. Im Juli 2013 unterzeichnete er einen Einjahresvertrag bei den Florida Panthers. Nach dessen Auslauf beendete der Verteidiger seine Karriere und nahm in der Folge ab Sommer 2014 ein Engagement bei den Chicago Blackhawks als Scout an. Dieses dauerte insgesamt sechs Jahre bis zum Sommer 2020 an.
(Legende zur Spielerstatistik: Sp oder GP= absolvierte Spiele; T oder G= erzielte Tore; V oder A= erzielte Assists; Pkt oder Pts= erzielte Scorerpunkte; SM oder PIM= erhaltene Strafminuten; +/−= Plus/Minus-Bilanz; PP= erzielte Überzahltore; SH= erzielte Unterzahltore; GW= erzielte Siegtore; 1Play-downs/Relegation; Kursiv: Statistik nicht vollständig)