Profesor de investigación ICREA en la Universidad Pompeu Fabra (UPF), donde dirige el Laboratorio de Sistemas Complejos (IBE-UPF), y catedrático externo del Santa Fe Institute (Estados Unidos). Su formación académica combina la biología y la física, disciplina en la que se doctoró, lo que le ha permitido centrar su trayectoria investigadora en los sistemas complejos.

Su investigación abarca ámbitos muy diversos, desde el estudio de la dinámica evolutiva de los virus hasta la biología sintética y su aplicación en la bioingeniería de los ecosistemas, así como el estudio de los sistemas cognitivos "líquidos" y los orígenes de las grandes innovaciones evolutivas. Ha colaborado con el Centro de Cultura Contemporánea de Barcelona (CCCB) como divulgador y asesor científico de la exposición +Humans y es uno de los impulsores del programa Ciencia en Navidad. Además, ha escrito los libros Redes complejas (Empúries, 2009; publicado por Tusquets en castellano), Vidas sintéticas (Tusquets, 2012), La lógica de los monstruos (Tusquets, 2016) y Viruses as Complex Adaptive Systems (Princeton University Press, 2018).