Llicenciat en biologia i farmàcia i doctor en ecologia. És professor d’investigació del Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC) i del Centre de Recerca Ecològica i Aplicacions Forestals (CREAF). Fou professor titular numerari d’ecologia al Departament d’Ecologia de la Universitat de Barcelona (des el 1990 en excedència voluntària). Dirigeix la Unitat d’Ecologia Global CREAF-CSIC-UAB. Membre numerari de l’Institut d’Estudis Catalans (2014) per la Secció de Ciències Biològiques, ha estat president de la Institució Catalana d’Història Natural (ICHN) (2004-08) i conseller del Consell Assessor per al Desenvolupament Sostenible (CADS) de la Generalitat de Catalunya (2005-07).
Els seus temes de treball són múltiples. Sobresurten la innovadora investigació sobre l’ecologia del canvi global; la teledetecció i les interaccions atmosfera-biosfera; el treball pioner en el descobriment de mecanismes ecofisiològics relacionats amb l’ús de carboni i oxigen que ajuden a explicar la diversitat i distribució de les plantes aquàtiques i terrestres; el desenvolupament de tècniques de teledetecció, cada cop més utilitzades per a avaluar el funcionament de les plantes i els ecosistemes (codesenvolupador del PRI, índex de reflectància fotoquímica i del WBI, índex de banda d’aigua, eines àmpliament utilitzades en teledetecció d’ecosistemes naturals i agrícoles); el descobriment de les evidències actuals del canvi global, el canvi climàtic i els efectes de la contaminació atmosfèrica sobre la biodiversitat i l’estructura i el funcionament dels ecosistemes terrestres; la introducció de la metabolòmica en l’ecologia; l’estudi dels mecanismes, la funció i els efectes de les emissions de compostos orgànics volàtils per les plantes i els ecosistemes; el desentrellat dels processos biogeoquímics implicats en els cicles del carboni i dels nutrients, o el desenvolupament de ciències i polítiques per a un planeta sostenible, entre molts altres. Ha coordinat grups de científics internacionals en la producció d’articles influents sobre ecologia, ciències de la terra, plantes i animals, agricultura i les influències que les activitats humanes tenen sobre la biosfera. També és reconegut en altres camps, com l’ecologia molecular, l’ecologia teòrica, l’agricultura, la seguretat alimentària, la salut humana global o el paper dels humans en la precipitació del canvi global i la crisi existencial durant l’antropocè.
Ha rebut la qualificació Highly cited de l’ISI Essential Science Indicators en ecologia i medi ambient, biologia vegetal i animal, ciències de la terra, agricultura i en el conjunt de tots els camps científics. Ha publicat sis llibres d’ecologia, més de 1.000 articles en revistes i llibres científics (més de 800 dels quals en revistes recollides en l’Science Citation Index, un centenar dels quals a Nature, Science i PNAS), més de 300 articles de divulgació científica, i continua fent una extensa tasca divulgadora de la ciència a escala nacional i internacional. Ha estat nominat (2019) pel Meta-Research Innovation Center de Stanford entre els mil científics més influents en tots els camps. És editor de les revistes de màxim prestigi internacional en els seus camps de recerca: Ecology Letters, Global Change Biology, Global Ecology and Biogeography, Remote Sensing of the Environment, New Phytologist, entre d’altres.
Ha rebut diverses distincions, tant nacionals (premis Òmnium Cultural de Figueres 1975 i 1976, Comte de Barcelona 1990, de Medi Ambient de l’Institut d’Estudis Catalans-Caixa Sabadell 2008, I Premi Nacional de Recerca de Catalunya 2010, insígnia de plata com a membre de l’Institut d’Estudis Catalans 2014, premi Rei Jaume I 2015, fill adoptiu de Figueres 2016, premi Ciutat de Barcelona en ciències ambientals i de la terra 2019, premi a l’Excel·lència de l’Institut Ramon Muntaner de Figueres 2018, soci d’honor del Col·legi de Biòlegs de Catalunya 2019, entre d’altres), com internacionals (NASA 1993, del Ministeri de Ciència del Japó 1998, ERC-Synergy 2013, premi Ramon Margalef d’Ecologia 2016, doctor honoris causa de l’Estonian University 2016, Distinguished Scientist de la Chinese Academy of Science 2018, Marsh award de la British Ecological Society 2018, Fellow de l’American Geophysical Union 2020, entre d’altres).