Graduat en història i ciència per la universitat de Harvard (1960), estudià llengües semítiques a la universitat de Barcelona (1960-61) i posteriorment obtingué un Màster a la universitat de Colúmbia (1963) i el doctorat per la universitat de Harvard (1968). Professor adjunt d’història a la universitat de Texas (1968-72), des del 1972 és catedràtic d’història i geografia de la Universitat de Boston, de la qual ha estat cap del departament d’història (1984-89 i 1994-95) i director de l’Institute for Medieval History (1998-2003). Ha estat professor visitant a les universitats de València (1980) i de Montevideo (1988 i 1990).
Els seus estudis tenen dos vessants principals: per una banda, els sistemes d’irrigació en les societats premodernes, tema que l’ha portat a un coneixement aprofundit del País Valencià i, de l’altre, sobre la penetració del pensament científcotècnic, especialment als països hispànics. Autor de nombrosos articles i llibres, sobre aquests temes ha publicat Irrigation and Society in Medieval Valencia (1970), The Old World Background of the Irrigation System of San Antonio, Texas (1972), Darwin en España (1982), Diccionario histórico de la ciencia moderna en España (1983, amb J.M. López Piñero), Einstein y los españoles: Ciencia y sociedad en la España de entreguerras (1986), The Comparative Reception of Relativity (1987), Darwin y el darwinismo en el Uruguay y América Latina (1989), George Sarton i la història de la ciència a Espanya (1990), El Megaterio de Bru y el Presidente Jefferson (1993), Irrigation and Hydraulic Technology: Medieval Spain and its Legacy (1996), Els molins hidràulics valencians: Tecnología, història i context social (2000, amb E. Guinot i L. P. Martínez), The Reception of Darwinism in the Iberian World (2001), A recepção do Darwinismo no Brasil (2003, amb H. Domingues i M. Romero Sá), Medieval Science, Technology, and Medicine: An Encyclopedia (2005, amb S. J. Livesey i F. Wallis), Negotiating Darwin: The Vatican Confronts Evolution 1877-1902 (2006, amb M. Artigas i R. A. Martínez), Paisajes de conquista: Cambio social y geográfico en la Alta Edad Media (2006), The Reception of Charles Darwin in Europe (2008, amb E.-M. Engels).
És també autor de Islamic and Christian Spain in the Early Middle Ages: Comparative Perspectives on Social and Cultural Formation (1979), Francesc Duran i Reynals (1899-1958) (1986 amb A. Roca), Convivencia: Jews, Muslims, and Christians in Medieval Spain (1992), From Muslim Fortress to Christian Castle: Social and Cultural Change in Medieval Spain (1995) i Paisajes de conquista: Cambio social y geográfico en la Alta Edad Media (2006).
Membre de nombroses societats científiques, entre les quals la Societat Catalana d’Història de la Ciència, filial de l’IEC, de la Reial Acadèmia de Bones Lletres de Barcelona (1991) i de The Linnean Society (2008), ha estat guardonat, entre altres, amb el premi Serra d’Or d’Estudis Catalans (1987), el Premi Geocrítica de la Universitat de Barcelona (2004) i la Medalla Acadèmica de la Sociedad Mexicana de Historia de la Ciencia (2006). L’any 2010 fou nomenat doctor honoris causa per la Universitat de València.