Es formà a l’Institut Montessori d’Alexandre Galí, i de jove participà en activitats culturals com ara els Pomells de Joventut, els Jocs Florals i l’excursionisme. Posteriorment cursà estudis superiors de belles arts a Llotja i assistí a classes de Pere Bosch i Gimpera, que l’iniciaren en l’arqueologia. Mobilitzat al front de Terol durant la Guerra Civil de 1936-39, s’exilià després a Veneçuela, on recomençà la seva vida exercint oficis diversos i, durant el seu temps lliure, començà a fer expedicions arqueològiques. Es posà en contacte amb el Museo de Ciencias Naturales de Caracas, que el 1944 el contractà i del qual el 1948 passà a ser director fins el 1962. Féu diverses expedicions, de les quals sobresurten les de l’alt Orinoco del 1951 i el 1952: en la primera descobrí les fonts d’aquest riu i, en la segona, acompanyat de Leopold III de Bèlgica, establí un dels primers contactes amb els indígenes waika. Destacà també la que féu a la serra de Perijá, a la frontera amb Colòmbia, el 1957 i l’excavació del substrat precolombí de Nueva Cádiz, a l’illa de Cubagua (1954). Els anys cinquanta fundà l’Escuela de Sociología y Antropología de la Universitat Central de Veneçuela en conveni amb la Universitat de Wisconsin, i hi formà la primera fornada d’antropòlegs i arqueòlegs del país. El 1963 establí a l’Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas el primer laboratori de radiocarboni de l’Amèrica Llatina. Des del final dels anys setanta residí a la població de Taratara, a l’estat de Falcón, on dugué a terme recerques al jaciment paleontològic de Taima-Taima, excavat per primer cop per ell l’any 1962 i que contribuí decisivament a la seva principal aportació científica, consistent a situar el primer poblament humà de l’Amèrica del Sud en una data diversos mil·lennis anterior a l’acceptada fins aleshores per la comunitat científica. En aquesta localitat fundà el Museo Taller de Cerámica Ángel López (1982) i el Parque Arqueológico y Paleontológico Taima-Taima (1986). Altres descobriments foren l’antiga ciutat de Nueva Cádiz a l’illa de Cubagua (1954) i els jaciments neolítics de Jobo (Zulia). Autor d’un gran nombre d’articles especialitzats, molts en col·laboració, publicà el llibre Arqueología de Venezuela (1966). Rebé nombroses distincions, entre les quals hi ha el Premio Nacional de ciència del govern veneçolà (1987) i l’orde d’Isabel la Catòlica (1992) de l’Estat espanyol. Com a pintor, hom ha adscrit les seves obres a l’informalisme, moviment del qual fou impulsor a Veneçuela. El 1961 participà en la Biennal de São Paulo.