وی پس از پایان دوران مقدماتی تحصیل و اخذ دیپلم، برای ادامه تحصیل به آمریکا رفت.
محمد خزاعی دارای درجه کارشناسی ارشد از دانشگاه جرج میسون آمریکا است.
وی از تاریخ 5 تیر سال 1386 به عنوان نماینده دائم ایران در سازمان ملل متحد انتخاب و جایگزین محمد جواد ظریف شد.