Llicenciat en biologia per la Universidad Autónoma de Madrid (1982), es doctorà en limnologia per la Universitat McGill de Mont-real. Investigador a l’Institut Mediterrani d’Estudis Avançats del CSIC, el seu camp d’estudi és l’ecologia marina i l’oceanografia biològica. Una de les seves aportacions més destacades és el descobriment de l’anomenat carboni blau, terme que designa el diòxid de carboni capturat pels ecosistemes oceànics i costaners, que té la particularitat que la captura es produeix a un ritme molt superior al dels ecosistemes terrestres (bàsicament boscos). Per aquest motiu aquesta troballa ha estat inclosa en la convenció marc de l’Organització de les Nacions Unides (ONU) sobre canvi el climàtic com una contribució clau per tal d’amortir-lo. Autor o coautor de més de 700 treballs, dirigí la primera expedició espanyola a l’Àrtic (2007) i l’expedició Malaspina (2010-11), projecte internacional que circumnavegà els oceans per avaluar l’estat dels ecosistemes pelàgics. Membre de l’American Society of Limnology and Oceanography (2000) i de la European Academy of Sciences, els anys 2009-13 formà part del Consell Europeu de la Recerca. Ha dirigit l’Institut Oceanogràfic de la University of Western Australia (2012-15) i el Centre de Recerca de la Mar Roja (2016-18). Entre altres premis, ha estat distingit amb el Premio Nacional d’investigació (2007), el Prix d’Excellence de l’International Council for the Exploration of the Sea (2011), el premi Carlo Heip a la recerca sobre biodiversitat marina (2018), la Medalla Blaise Pascal de la European Academy of Sciences (2018) i el premi Ramon Margalef d’Ecologia (2019).