É conhecido por seus trabalhos para o desenvolvimento da termodinâmica e de métodos de compreensão de processos químico-físicos irreversíveis. Muda-se para a Bélgica com a família aos 12 anos. Em 1942, entra para a Universidade Livre de Bruxelas, onde se torna um de seus professores em 1947.
Em 1962, assume o cargo de diretor do Instituto Nacional de Física e Química, em Solvay. Funda, em 1967, o Center for Statistical Mechanics and Termodynamics da Universidade do Texas, Estados Unidos, sendo ainda seu diretor. Suas pesquisas estão descritas nos livros Order out of Chaos (1979) e From Being to become (1980).