Louis Moe var opprinnelig norsk, men virket i Danmark hele sitt voksne liv. Han var først og fremst tegner og grafiker og best kjent for sine mange bokillustrasjoner, især til barnebøker. På dette området har han omtrent samme status i Danmark som Theodor Kittelsen i Norge og Elsa Beskow i Sverige. En annen og mindre kjent side av hans kunst hører imidlertid hjemme i den europeiske symbolisme, ofte med erotisk-dekadente motiver.
Louis Moe vokste opp i Arendal i en kunstnerisk begavet familie, og han tegnet under hele oppveksten. Faren ønsket at gutten skulle studere, men han selv ønsket å bli billedkunstner. Moe var elev av Julius Middelthun ved Den kgl. Tegneskole i Christiania, antakelig 1874–75. 1875 drog han til København, hvor han først fikk tegneundervisning av billedhuggeren Carl Peters. 1876–82 studerte han ved kunstakademiet, bl.a. under malerne Frederik Vermehren og Jørgen Roed. Han fikk undervisning ved Laurits Tuxens malerskole 1882–83.
Etter utdannelsen bestemte Moe seg for å bli i Danmark, hvor han hadde familieforbindelser. Senere giftet han seg der og fikk dansk statsborgerskap 1919. Han opprettholdt kontakten med hjemlandet og tilbragte somrene på sin gård Juveland i Vrådal i Telemark.
Moes malerier var konservative og akademiske. Frisen Havet bringer Arendal sine rikdommer (1882), allegorisk fremstilt med skuter, Neptun og havfruer, var tiltenkt rådhuset i Arendal. Et par andre malerier hentet motiv fra norrøn mytologi.
Imidlertid var det ikke maleri, men tegnekunst, og etter hvert også grafikk, som Moe konsentrerte seg om. De første illustrasjoner han tegnet var til Oldemoders Fortælling om Nordens Guder (1890). I årene som fulgte hadde han stor suksess med en rekke illustrasjoner til barne- og eventyrbøker, deriblant hans egen serie Moes billedbøger. De fleste av disse barneboktegningene er preget av art nouveau-stilens klare linjeføring. De er tidstypiske, og minner om Walter Crane i Storbritannia og Elsa Beskow i Sverige. Andre illustrasjoner er mer realistiske, utført som pennetegninger. Moe illustrerte også norske forfattere, som Knut Hamsun og Vilhelm Krag, og en svensk utgave av Asbjørnsen og Moes folkeeventyr.
Rundt 1900 begynte Moe å arbeide med grafikk, og han lærte å radere av Carl Bloch og senere litografisk teknikk av Alfred Jacobsen. Hans tegninger og grafiske blad fra de første tiårene av 1900-tallet av troll, havfruer, djevler og andre fantasiskapninger fikk et burlesk og til tider humoristisk preg. Her må hans kjennskap til Theodor Kittelsen og de andre norske eventyrtegnerne ha spilt en rolle, men en viktig innflytelse var også senromantikeren Arnold Böcklin. Fra 1910- og 1920-årene finnes en rekke arbeider påvirket av symbolismens kunstnere, især Max Klinger. Vi ser dette i raderingen Eve, la Mort et les races passées (1920). Moes bilder av nakne kvinner i selskap med dyr, dødninger eller monstre har en undertone av betent erotikk, som man også finner i den europeiske symbolisme.
Rundt 1930 tok Moe opp sin interesse for norrøn mytologi i bøker som han både skrev og illustrerte: Ragnarok (1929) og Valkyrjen (1931). Stemningen er melankolsk, og krig og kamp fremstilles som destruktivt; bøkene er tydelig preget av samtidens politiske situasjon.
Som tegner og grafiker var Louis Moe en meget raffinert kunstner. Hans verk er svært variert og følger de skiftende stiler og retninger i kunsthistorien. Motivene er ofte fantasifulle skikkelser fra eventyr og mytologi. Han var i samtiden meget populær blant publikum, og selv om han i ettertid delvis har vært oversett av kunsthistorikere og -kritikere, har han alltid hatt en plass i det danske folks hjerte.