Graduat en matemàtiques per la Universitat Johns Hopkins (1961), es doctorà a la Universitat de Maryland el 1964. Docent i investigador a la Universitat de Cornell, hi fou successivament professor assistent i associat (1965-77) i professor de matemàtiques aplicades i ecologia (1977-92), a més de director del Centre per a la Recerca d’Ecosistemes (1980-87), el Centre per a la Recerca Mediambiental (1987-90) i del programa de Biologia Teòrica i Computacional (1990-92).
L’any 1992 passà a la Universitat de Princeton, on des d’aquest any ocupa la càtedra de biologia George M. Moffett. En aquesta mateixa universitat ha estat director de l’Institut del Medi Ambient (1993-98), i, des de l’any 2001, dirigeix el Centre per a la Biocomplexitat.
Professor visitant en diverses universitats, el seu camp d’estudi se centra en l’aplicació de models matemàtics a sistemes ecològics, dinàmica de poblacions i comunitats, heterogeneïtat espacial i problemes d’escala, ecologia matemàtica i teòrica i evolució de la cooperació i normes socials, temes sobre els quals ha publicat un gran nombre d’articles, sol o en col·laboració.
Membre de diverses societats científques, entre les quals cal citar la Society for Mathematical Biology, l’Ecological Society of America i l’Acadèmia Nacional de Ciències dels EUA (des de l’any 2000), ha estat distingit, entre d’altres, amb el premi MacArthur de l’Ecological Society of America (1988), el premi Heineken de Ciències del Medi Ambient de la Reial Acadèmia dels Països Baixos (2004), el premi Kyoto de Ciències Bàsiques de la Fundació Inamori (2005), el premi de l’Institut de Ciències Biològiques dels EUA (2007) i el premi Ramon Margalef d’Ecologia de la Generalitat de Catalunya (2010).