Закончил в Москве 49-ю среднюю школу ФОНО (Фрунзенский отдел народного образования). Выпускник Московского государственного университета. С 1961 года работает в Институте атомной энергии им. И. В. Курчатова. C 1971 по 1978 годы был директором филиала института — Магнитной лаборатории АН СССР (в будущем Троицкий Институт инновационных и термоядерных исследований, с 1991 года — ГНЦ РФ Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований). Работал директором Института атомной энергии имени И. В. Курчатова, председателем Комиссии АН по работе с молодежью, председателем Международного фонда «За выживание и развитие человечества», президент отделения «Международного центра научной культуры — Всемирной лаборатории» в России. Работал в международной учебно-просветительской общественной организации «Академия мировых цивилизаций».
В 1972 году основывает в МФТИ на факультете аэрофизики и космических исследований кафедру плазменной энергетики с базой в филиале Института атомной энергии имени И. В. Курчатова (ФИАЭ), которую возглавляет и по сей день. С 1975 возглавил советскую программу разработки Управляемых термоядерных реакторов. В 1975—1976 годах организует в МФТИ новый факультет — проблем физики и энергетики, на который переводит кафедру плазменной энергетики. В 1976—1986 годах — декан ФПФЭ. С 1986 года — научный руководитель ФПФЭ.
С 1992 года и по настоящее время — президент Федерального государственного учреждения Российского научного центра «Курчатовский институт». Академик-секретарь Отделения нанотехнологий и информационных технологий Российской академии наук, президент Федерального государственного учреждения Российского научного центра «Курчатовский институт», член Российского Пагуошского комитета при Президиуме РАН. Академик Российской академии естественных наук (секция физики), Российской академии образования и культуры, Академии проблем безопасности, обороны и правопорядка. Иностранный член Болгарской АН (1989).
Вице-президент Академии наук СССР в 1978—1991 г. и Российской академии наук в 1991—1996 г. Был участником ликвидации последствий Чернобыльской аварии. С 2010 года — член Консультативного научного Совета Фонда «Сколково».
