Майкл Костерлитц - сын немецких евреев, бежавших от нацистских преследований в 1934 году. (Центр Костерлица в Университете Абердина назван в честь его отца Ханса Костерлица, специалиста по эндорфинам). Майкл получил образование в колледже Роберта Гордона и Эдинбургской академии, получил степень бакалавра, затем магистра в Колледже Гонвилля и Кая, Кембридж. В 1969 г. Костерлитц получил степень доктора философии  в Оксфордском университете. Занимал несколько постдокторских должностей, в том числе в Бирмингемском университете, где сотрудничал с Дэвидом Таулесом, и в Корнелльском университете в Итаке(Нью-Йорк, США). С 1974 г. - сотрудник физического факультета Бирмингемского университета, с 1982-го - профессор физики в Университете Брауна в Провиденсе (Род-Айленд, США).

Майкл Костерлитц был удостоен Нобелевской премии по физике в 2016 году вместе с Дэвидом Таулесом и Дунканом Холдейном. Исследования учёных относятся к теоретической физике конденсированного состояния вещества и связаны с описанием фазового перехода Березинского - Костерлица - Таулеса (БКТ). Последний имеет место в двумерных модельных системах и, как показали эксперименты, - в трёхмерных, например, в кристаллах и магнетиках. Универсальный метод, предложенный нобелевскими лауреатами, позволяет описать нарушение порядка в таких системах и использовать это для прогнозирования их свойств, в частности перехода в сверхтекучее или сверхпроводящее состояние.

Костерлитц награждён также медалью Максвелла и премией Британского института физики (1981) и премией Ларса Онсагера Американского физического общества (2000). Он - известный альпинист, гражданин США, с 1993 года - член Американского физического общества. В последние годы работал также в Университете Аалто в Финляндии и Корейском институте перспективных исследований.

Имя Джон - английская форма библейского имени Йехоханан, означающего "Яхве милостив". Имя Майкл - английская форма библейского имени Михаэль, означающего "кто как Бог". Происхождение фамилии Костерлиц не установлено.