Al costat de Bernardo Bertolucci ha desenvolupat un to de llum original i suggestiu palès a Il conformista (1970), Last Tango in Paris (1971), La luna (1979), The Sheltering Sky (1989). Interessat pel desenvolupament de les noves tecnologies, ha col·laborat amb F. F. Coppola a One from the Heart (1980) i ha obtingut l’Oscar a la millor fotografia en tres ocasions: Apocalypse Now (1979), Reds (1981) i The Last Emperor (1987). Posteriorment ha col·laborat amb C. Saura (Tango, 1998 i Goya en Burdeos, 1999), W. Beatty en Bulworth (1998), R. Benhadj en Mirka (1999) i A. Arau en Picking Up the Pieces (2000).