El 1986 emigrà als Estats Units, on estudià biologia cel·lular a la Universitat de Califòrnia a Los Angeles (UCLA) i es doctorà en biologia al California Institute of Technology (Caltech) el 1996. Posteriorment s’incorporà a l’Institut de Recerca Scripps, a La Jolla (Califòrnia), on desenvolupà la seva carrera científica.
Les seves investigacions se centren en els mecanismes moleculars de la percepció sensorial, especialment en la manera com les cèl·lules detecten estímuls mecànics com la pressió i el tacte. Identificà els canals iònics PIEZO1 i PIEZO2, essencials per a la mecanotransducció.
El 2021 rebé el premi Nobel de fisiologia o medicina, compartit amb David Julius, pels descobriments dels receptors de la temperatura i del tacte. També fou distingit amb el premi Kavli de neurociència (2020).