Format al Conservatori de París entre els anys 1955 i 1960, rebé lliçons de Plé-Caussade (contrapunt i fuga), D. Milhaud (composició), O. Messiaen (anàlisi) i Y. Loriod (piano i harmonia). La seva trobada amb Pierre Boulez el 1956 fou fonamental per al futur de la seva carrera com a director orquestral, que agafà embranzida en succeir Boulez al capdavant del Domaine Musical (1967-73). Combinà les tasques de composició i direcció i les seves primeres obres denoten la petjada del serialisme resultant del seu encontre amb Boulez i de l’assistència als Cursos de Darmstadt (Hessen), el 1958. Una de les mostres més clares d’aquesta influència és la Sonata per a piano (1957-60).
A partir del 1970 la seva obra sembla que adoptà un estil més madur, particularment en el camp de la instrumentació. Així, cal destacar Cette étoile enseigne à s’incliner (1970), títol extret d’un quadre de Paul Klee, per a veus masculines, deu instruments i procediments fonogràfics, en què la profunditat del text de Dante Alighieri troba la seva materialització musical a través de la indagació sonora dels registres greus.
Cal destacar, entre les seves obres, Diaphonies, per a dos grups de 12 instruments; Refrains (1971), per a orquestra; Sonata pian ‘e forte (1974), per a dues veus i conjunt de cambra; Une saison en enfer (1980); Missa cum jubilo (1983); Trois scènes (1996), per a orquestra, i les Symphonies pour cinq cuivres (1992). Compongué també per a l’escena i el cinema, àmbits en què destaca la música per a les obres d’E. Ionesco (Comment s’en débarraser, 1957 i La soif et la faim, 1966) i la del film d’A. Michaux Images du monde visionnaire (1963).
El 1976 fundà la Nouvel Orchestra Philharmonique de Radio France, de la qual fou director artístic fins el 1981. El 1982 començà a exercir la docència a la Universitat de Yale com a professor de composició i anàlisi musical, i del 1984 al 2000 fou director del Conservatori Nacional Superior de Música de Lió. Ha estat objecte de diversos reconeixements, entre els quals cal citar el Grand Prix National de la Musique (1979), el Grand Prix de la Sacem (1983), el Grand Prix Musical de la Ville de Paris (1986) i el Prix du Disque de l’Académie Charles Cros (1987). El 1983 rebé el premi de la crítica musical francesa per la Missa cum jubilo. El 2004 li fou atorgat el premi de la Fondation Simone et Cino del Duca pel conjunt de la seva obra.