Den 32-årige, som har vunnit 12 kapsyler för sitt land, har undertecknats för att ge skadetäckning.
Ospreys tajta huvuden Dmitri Arhip och Ma'afu Fia är för närvarande åsidosatta och Rhodri Jones är i Wales trupp.
"Brian har visat kvalitet på toppnivå och kommer att lägga till så mycket erfarenhet till gruppen, särskilt under de kommande veckorna," coach Steve Tandy sade.
Mujati har spelat i Super Rugby med Lions och Stormers, i topp 14 i Frankrike med Racing Metro, och i England med Northampton Saints och Sale.
På Northampton Mujati var en förlorande Heineken Cup och Premiership finalist, och en Anglo-Welsh Cup vinnare.
Ospreys Head Coach, Steve Tandy, sa att han förväntar sig att Mujati ska göra en stor insats.
"Detta är en viktig signering för oss med tanke på skadesituationen med Dmitri och Maafu. Våra föreställningar den här säsongen har satt oss i en riktigt stark position men vi har fortfarande åtta PRO12 matcher att gå, och en Challenge Cup kvartsfinal i april," sade han.
"I Rhodri Jones och Daniel Suter har vi två unga män som kommer att vara starkt involverade men vi kan inte gå igenom en så stor körning av spel med bara två passform pro tight huvuden på våra böcker, särskilt med Rhodri fortfarande en del av Six Nations trupp och potentiellt bort på Wales tjänst. Det är en kritisk position och vi kände att vi var tvungna att agera nu."
Ospreys har undertecknat Sale Sharks tidigare Sydafrika tight huvud prop Brian Mujati till slutet av säsongen.