Sebastian Möller wurde 1998 mit dem GEERS-Preis für seine interdisziplinäre Arbeit über die Analyse von Säuglingsschreien zur Früherkennung von Hörschäden ausgezeichnet; er erhielt darüber hinaus den ITG-Preis des VDE im Jahr 2001, den Lothar-Cremer Preis der Deutschen Gesellschaft für Akustik (DEGA) im Jahr 2003, ein Heisenberg-Stipendium der DFG im Jahre 2005, sowie den Johann-Philipp-Reis-Preis im Jahr 2009. Seit 1997 nimmt er an den Standardisierungsaktivitäten der International Telecommunication Union (ITU-T) zum Thema Übertragungsqualität von Telefonnetzen teil, von 2001-2016 als Rapporteur für die Frage Q.8/12 und seit 2017 für die Frage Q.15/12. Weiterhin leitete er den Fachausschuss "Sprachakustik" der DEGA von 2009 bis 2015, war von 2015 bis 2020 Mitglied im Vorstand der ITG im VDE, und von 2016 bis 2023 Mitglied im Board der International Speech Communication Association, ISCA. Von 2021 bis 2023 diente er als Präsident der ISCA.