Fill d’un orguener, el 1792 s’instal·là a Viena amb el seu germà Leonhard i es guanyaren la vida com a professors de música i constructors d’instruments automàtics. Johann Nepomuk es feu més cèlebre a causa de la invenció del panharmonicon, instrument automàtic que incloïa flautes, trompetes, percussió, clarinets, violins i violoncels. El mecanisme es basava en uns pesos que actuaven sobre uns cilindres. El presentà a Viena el 1804 i aviat l’invent fou conegut més enllà de les fronteres austríaques. El 1808 fou nomenat mecànic de la cort imperial. Mälzel, però, passà a la posteritat per la difusió del metrònom (1816), del qual s’atribuí la invenció, tot i que es tractava d’un projecte de l’holandès D.N. Winkel. A partir del 1826 visqué als EUA, on exhibí molts dels seus invents.