Graduat en física per la Universitat de Ginebra (1966) i doctorat per l’Observatori de Ginebra (1971), que depèn d’aquesta universitat i on ha desenvolupat la recerca científica (director del 1988 al 2004). Juntament amb Didier Queloz, el 1995 descobrí el primer planeta extrasolar, anomenat 51 Pegasi b, emprant el mètode de la velocitat radial. També ha format parts dels equips d’investigació dels planetes extrasolars Gliese 581c i Gliese 581e, i ha estudiat la dinàmica de cúmuls globulars, els sistemes binaris, la cinemàtica i l’estructura galàctica. Ha participat en més de 300 publicacions, i ha rebut, entre d’altres, el premi Balzan (2000), la Medalla Albert Einstein (2004) i el premi Nobel de física (2019), compartit amb Queloz i James Peebles.