Estudió en la Universidad de Chile, donde recibió el grado de Ingeniero Agrónomo. También obtuvo un Master en la Universidad Nacional de Colombia. Se graduó con un Ph.D. en entomología de la Universidad de Florida.

En 1981 se convirtió en Profesor de Agroecología en la Universidad de California, Berkeley en el Departamento de Ciencias Ambientales, Política y Gestión, y después de 37 años de servicio, es ahora Profesor Emérito, y aún mantiene un programa activo de enseñanza e investigación. En Berkeley enseñó agroecología y agricultura urbana, pero también se desempeña como profesor invitado en numerosas universidades de América Latina, España e Italia. Ha dirigido la mayor parte de su investigación en California y América Latina, trabajando estrechamente con agricultores para implementar principios de agroecología para diseñar sistemas agrícolas productivos, biodiversos y resilientes. El Sr. Altieri se desempeñó como asesor científico del Consorcio Latinoamericano de Agroecología y Desarrollo (CLADES) Chile, una red de ONG que promovió la agroecología como una estrategia para el desarrollo sostenible de pequeñas fincas en la región. También se desempeñó durante 4 años como Coordinador General del Programa de Extensión y Redes de Agricultura Sostenible del Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo, mejorando las capacidades en agroecología entre ONG y la ampliación de iniciativas agrícolas locales sostenibles exitosas en África, América Latina y Asia.

Fue presidente del comité de ONG del Grupo Consultivo sobre Investigación Agrícola Internacional (CGIAR), cuya misión era asegurar que la agenda de investigación de los 15 Centros Internacionales de Investigación Agrícola beneficiara a los agricultores pobres. Fue Director del Consorcio de Agroecología y Desarrollo Rural Sostenible de los Estados Unidos y Brasil (CASRD), un programa de intercambio de investigación académica que involucro a estudiantes y profesores de UC Berkeley, la Universidad de Nebraska, UNICAMP y la Universidad Federal de Santa Catarina. También se desempeñó como asesor científico del Programa de Sistemas Ingeniosos de Patrimonio Agrícola Mundial (GIAHS) de la FAO, que se dedica a identificar y conservar dinámicamente los sistemas agrícolas tradicionales en el mundo en desarrollo.

Fue presidente de la Sociedad Científica Latinoamericana de Agroecología (www.socla.co). En 2015 fue galardonado con un Doctor Honoris Causa en la Université Catholique du Lovain, Bélgica y en 2021 por la Universidad Agraria de la Habana, Cuba. En 2017, se convirtió en Profesor Honorario de la Universidad de La Frontera en Chile. En Febrero de 2018 fue inducido al Salón de la Fama de la Tierra (Earth Hall of Fame) por la Prefectura de Kyoto, Japón. En Diciembre de 2018 recibió el reconocimiento Biodiversidad, Sociedad y Territorio por la Universidad de Guadalajara, México.

Ha escrito más de 250 artículos científicos y más de 20 libros entre ellos: Agroecología: la ciencia de la agricultura sostenible, Biodiversidad y manejo de plagas en agroecosistemas (con Clara Nicholls) y Agroecología: ciencia y política (con Peter Rosset)