Graduat per l’Amherst College de Massachusetts (1974), obtingué el màster en ciències el 1976 i el doctorat el 1979 per la Universitat de Wisconsin-Madison. Professor assistent i més tard associat a la Universitat de Notre Dame (Indiana) del 1979 al 1989. Aquest any s’incorporà a la Universitat de Wisconsin-Madison, on ha desenvolupat la carrera científica i acadèmica com a professor al centre de limnologia, del qual fou nomenat director el 2009. Des del 2017 és professor emèrit.
El seu camp de recerca són els ecosistemes lacustres, dels quals ha estudiat les cascades tròfiques i els efectes sobre els cicles productius i de nutrients, els cicles contaminants, les reserves pesqueres d’aigua dolça, l’eutrofització, la contaminació difusa, l’economia ecològica i la resiliència dels ecosistemes, temes sobre els quals és autor o coautor d’un gran nombre de treballs, com ara Complex Interactions in Lake Communities (1988), The Trophic Cascade in Lakes (1993), Regime Shifts in Lake Ecosystems. Pattern and Variation (2003), Ecosystems and Human Well-being (2005) i Princeton Guide to Ecology (2008).
És membre fundador de la Resilience Alliance (1999), organització internacional multidisciplinària de recerca sobre sistemes socioecològics, i ha participat com a expert en organitzacions d’avaluació d’impacte ecològic, entre d’altres l’Scenarios Working Group of the Millennium Ecosystem Assessment. Membre de la National Academy of Sciences (2001), de l’American Academy of Arts and Sciences (2006) i de l’Ecological Society of America, de la qual fou president. És també membre corresponent de la Reial Acadèmia Sueca de Ciències (2004).
Ha rebut, entre d’altres, el premi MacArthur de l’Ecological Society of America (2000), la Medalla Naumann-Thienemann de limnologia (2007), el premi Estocolm de l’Aigua (2007) i el premi Ramon Margalef d’Ecologia (2018).