1929년 미국 앨라배마 주 버밍엄에서 태어났으며, 개미에 관한 연구로 앨라배마 대학교에서 생물학 학사 및 석사학위를, 하버드 대학교에서 생물학 박사학위를 받았다. 현존하는 세계 최고의 과학자로 널리 알려져 있고, 20권이 넘는 과학 명저를 저술하기도 했다. 퓰리처상을 2회 수상했고, 현재 하버드 대학교 생물학과 명예교수다.그는 섬생물지리학과 사회생물학이라는 과학 분야를 창조했고, 바이오필리아, 생물 다양성, 통섭 등 과학과 인문학을 엮는 개념을 고안했다. 또한 온라인 생명 백과사전으로 생물 다양성 연구에 필요한 기술 발전에 공헌했다.미국과학훈장과 생태학의 노벨상으로 통하는 스웨덴왕립과학원의 크라포르드상, 일본의 국제생물학상 등을 포함해 전 세계에 걸쳐 100여 가지가 넘는 상을 받았다. 또한 과학 저술가로서 《인간 본성에 대하여》와 《개미》로 퓰리처 논픽션상을 2회 수상했고, 이탈리아의 노니노상과 세로노상, 일본의 국제코스모스상 등을 받았다. 《통섭》, 《바이오필리아》, 《개미언덕》, 《사회생물학》, 《자연주의자》, 《생명의 다양성》, 《생명의 미래》 등 20여 권의 과학 명저를 저술했다. 아내 이렌느와 함께 매사추세츠 주 렉싱턴에서 살고 있다.
서울대학교 동물학과를 졸업하고 미국 펜실베이니아 주립대학교에서 생태학 석사학위, 하버드 대학교에서 박사학위를 받았다. 그 후 하버드 대학교 전임강사를 거쳐 미시간 대학교의 조교수로 재직했다. 현재 이화여자대학교 에코과학부 석좌교수이며 국립생태원 원장을 맡고 있다.
하버드 시절 에드워드 윌슨에게 사사했고, ‘통섭’이라는 학문용어를 만들어 널리 알리는 등 과학 대중화를 실천하기 위해 다방면에서 노력하고 있다. 저서로는 《다윈지능》, 《생명이 있는 것은 다 아름답다》, 《개미제국의 발견》, 《최재천의 인간과 동물》 등 다수가 있으며, 에드워드 윌슨의 《통섭》을 공역하였다.