Graduat en zoologia (1971) i doctorat en ecologia (1976) a la Universitat de Michigan, des d’aquest any exerceix la docència a la Universitat de Minnesota, d’on ha estat professor titular (1984-96) i, des d’aquest darrer any, catedràtic. És també professor visitant de diverses universitats, com la de Princeton i Califòrnia Santa Barbara, d’on és professor des del 2012.
Dedicat a l’ecologia botànica, ha construït una teoria de la competència pels recursos entre les plantes a partir d’experiments realitzats a la reserva científica de l’ecosistema de Cedar Creek de la Universitat de Minnesota (de la qual és director des del 1992), en els quals descobrí una pauta de l’estructuració de les comunitats vegetals. També ha estudiat la biologia del plàncton, i en un terreny més pràctic, la viabilitat dels biocombustibles i la seguretat alimentària global. Ha publicat, a més d’un gran nombre d’articles, els llibres Resource Competition and Community Structures (1982) i Plant Strategies and the Dynamics and Structure of Plant Communities (1988).
Membre de l’Acadèmia Nacional de Ciències dels Estats Units (2002) i d’altres institucions, ha rebut nombroses distincions: el Premi Internacional de biologia de la Societat Japonesa per a la Promoció de la Ciència (2008), el premi Heineken (2010), la Medalla Alexander von Humboldt (2013), el premi Balzan d’ecologia vegetal (2014) i el premi Ramon Margalef d’ecologia (2014).