Llicenciat en ciències físiques, és catedràtic de física de la matèria condensada a la Universitat Autònoma de Barcelona. És membre de la Secció de Ciències i Tecnologia de l’Institut d’Estudis Catalans (1989), de la qual fou secretari els anys 1992-98, de la Reial Acadèmia de Doctors (1996), de la Real Academia de Ciencias i de l’Accademia Peloritana de Messina. La seva especialitat de recerca és la termodinàmica dels processos irreversibles i la mecànica estadística dels sistemes de no-equilibri. Ha publicat uns 250 articles en revistes científiques i els llibres Extended Irreversible Thermodynamics (1993) i Understanding Non-equilibrium Thermodynamics (2008), ambdós amb J. Casas-Vázquez i G. Lebon); Introduction to the Thermodynamics of Biological Processes (1985, amb J.E. Llebot), i Thermodynamics of Fluids Under Flow (amb J. Casas-Vázquez i M. Criado-Sancho). També ha traduït al castellà i al català diversos llibres de física, entre d’altres de Stephen Hawking. La seva tasca científica ha estat reconeguda amb diverses distincions: premis Eduard Fontserè de l’Institut d’Estudis Catalans (1981), Divulga del Museu de la Ciència (1981), Rey Juan Carlos I (1986), la Medalla Narcís Monturiol de la Generalitat de Catalunya (1991) i els premis Ciutat de Barcelona (1993) i Crítica Serra d’Or d’assaig científic (1999) per Escrits fonamentals sobre el segon principi de la termodinàmica. És doctor honoris causa per la Universitat de Girona (2014).
La seva poesia, de factura realista i clàssica, duu l’empremta de la seva formació científica i una profunda preocupació per la vida moral, l’espiritualitat i el món de l’art. Inicià la trajectòria poètica amb un recull, Per a no oblidar la llum (1971), d’edició privada. A partir de Dit de pas (1975), ha publicat poemaris regularment: Diminuta imatge (1977, premi Martí Dot 1976), Mirall de vellut negre (1981, premi Josep M. López-Picó 1979), Tapís (1982), Arbre (1983, premi Marià Manent 1982), Teoria (1987), Joc d’ombres (1988), Transfiguracions (1988), Urpes de fumera (1992), Basilisc (1997), Els ulls del falcó maltès. Poemes sobre cinema (2000), L’èxtasi i el càlcul. Obra poètica I (2002), L’huracà sobre els mapes. Obra poètica II (2004), Les escriptures de l’Univers (2007), Trenta poemes sobre ciència i fe (2011), La poesia de l’infinit (2012), Poemes sobre ciència i fe (2013), La mística dels dies (2015) i Cartografies de Déu (2017). L’any 2015 rebé el premi Quima Jaume a la trajectòria poètica.
També ha publicat assaigs centrats en la reflexió filosòfica sobre ciència i religió, a la recerca de possibles vincles entre ambdues dimensions de l’ésser humà, així com alguns altres de divulgació: Pensament científic i fe cristiana (1994), Matèria i materialisme (2000), El progrés: de la ciència a la teologia (2001), Ciència, fe, poesia (2002), Física i vida (2002), El laberint del temps, la simfonia de la matèria (2006), Déu, cosmos, caos. Horitzons de diàleg entre ciència i religió (2008), Reescribiendo el Génesis (2008), Cerebro y universo. Dos cosmologías (2011), Introducción al mundo cuántico (2012), i llibres de reflexió filosòfica: Ciència, fe, poesia (2002) i Iniciación al mundo cuántico. De la danza de las partículas a las semillas de las galaxias (2012). La mateixa inquietud per bastir ponts entre ciència i religió l’ha portat a participar en iniciatives i organitzacions d’aquesta orientació, especialment en la Fundació Joan Maragall Cristianisme i Cultura, de la qual l’any 2019 fou nomenat president.