Znał 58 języków, w tym hebrajski (rabiniczny i biblijny), arabski, chaldejski, koptyjski, aramejski, ormiański, perski, turecki, albański, maltański, starogrecki i nowożytny grecki, łaciński, hiszpański, portugalski, francuski, niemiecki, angielski, czeski, iliryjski, polski, rosyjski, fiński, litewski, łotewski, węgierski, chiński, syryjski, amharski, hinduski, gudźarati, baskijski, rumuński, duński, holenderski.
Według C.W. Russela, biografa Mezzofantiego, kardynał wykorzystywał każdą okazję do nauki i podtrzymywania znajomości języków. Spotykał się z obcokrajowcami (również jako spowiednik) i często nawet sam aranżował spotkania z cudzoziemcami, którzy posługiwali się rzadko używanymi językami; gromadził słowniki, lektury, katechizmy i zbiory słownictwa. W rozmowach z przyjaciółmi Mezzofanti twierdził, że przy nauce języków jest ograniczona liczba punktów, na którą należy zwrócić uwagę i jeśli opanujemy te elementy, dalsza nauka przyjdzie z łatwością; gdy człowiek nauczy się pewnej liczby różniących się od siebie języków nie ma żadnych ograniczeń w poznawaniu następnychC.W. Russell, Giuseppe G. Mezzofanti.