Llicenciat en biologia per la Universitat Complutense de Madrid (1969), obtingué el doctorat cum laude el 1973. Des del 1975 és científic titular del Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC), i fou vicedirector de l’Institut de Biologia Molecular d’aquesta institució (1986-89) i vicedirector del Centre de Biologia Molecular CSIC-Universitat Autònoma de Madrid (1989-90), que dirigí (1990-92) i on exerceix la docència en investigació. La seva recerca centrada en el desenvolupament genètic de la mosca Drosophila melanogaster ha permès augmentar la informació sobre els processos de regeneració cel·lular. Distingit amb diversos guardons destaquen el premi de l’Acadèmia Espanyola de Ciències Exactes, Físiques i Naturals (1992), el premi Rei Jaume I d’investigació (1996), el Premi Nacional d’investigació Santiago Ramón i Cajal (2002), la Medalla d’Or d’Andalusia (2003), el premi Mèxic de ciència i tecnologia (2004) i el premi Príncipe de Asturias (2007), aquest darrer compartit amb el biòleg britànic Peter Lawrence, per la seva contribució a l’establiment de la teoria dels compartiments embrionaris durant el desenvolupament.