ابوجعفر نصیرالدین محمد طوسی که با دستاورد‌های ماندگار علمی‌اش در بین فارسی‌زبانان به خواجه نصیرالدین طوسی مشهور است در جمادی‌الاول سال 597 هجری قمری در شهر طوس خراسان به دنیا آمد. او القابی مانند استادالبشر و محقق طوسی دارد. شوق سرشار او به یادگیری علم و دانش در همان دوران خردسالی او را به مکاتب بزرگان کشاند. روزهای کودکی و نوجوانی‌اش در شهر طوس سپری شد. وی در این روزها پس از خواندن و نوشتن، قرائت قرآن، قواعد زبان عربی و فارسی، معانی و بیان و حدیث را از پدرش فراگرفت. پس از آن به توصیه‌ی پدر، نزد دایی‌اش نورالدین علی‌بنمحمد که از دانشمندان نامور در ریاضیات، حکمت و منطق بود، به فراگیری آن علوم پرداخت. کمی بعد با راهنمایی پدر در محضر کمال‌الدین محمد حاسب که از دانشوران نامی در ریاضیات بود، به تحصیل پرداخت، اما هنوز چند ماهی نگذشته بود که استاد قصد سفر کرد و آورده‌اند که وی به پدر او چنین گفت: «من آن‌چه می‌دانستم به او آموختم و اکنون سؤال‌هایی می‌کند که گاه پاسخش را نمی‌دانم!» استعداد کم‌نظیرش در علوم محاسباتی تا سال‌های جوانی از او عالمی چیره‌دست در شاخه‌های مختلف ریاضیات مانند حساب، هندسه و جبر ساخته بود. او در شهر توس و به دست استادش «نصیرالدین عبدالله‌بن‌حمزه» لباس عالمان دین را بر تن کرد و از آن پس به لقب «نصیرالدین» از سوی استاد مفتخر شد.
یکی از وصیت‌های پدرش علم‌آموزی مداوم در محضر اساتید برجسته بود و خواجه نصیر کمی بعد از وفات او برای عمل کردن به وصیت پدر عازم نیشابور شد که در آن زمان مهد علوم در ایران و محل گرد آمدن اساتید نامی بود. او در این شهر در مکتب و حلقه‌های درسی اساتیدی مانند سراج‌الدین قمری، قطب‌الدین سرخسی، فریدالدین داماد و ابوالسعادات اصفهانی شرکت کرد و بر کتاب قانون ابن‌سینا مسلط شد. روایتی نیز از علم‌آموزی خواجه نصیر در محضر عطار نیشابوری در همین دوران نقل شده است. در ادامه‌ی سفرهای علمی‌اش او به ری، قم، اصفهان و بغداد نیز سفر کرد و در هر کدام از این شهرها به تکمیل آموخته‌های خود در محضر اساتید نامدارِ ساکن این شهرها پرداخت. تسلط به علم نجوم را از یادگار‌های سفر خواجه نصیر به بغداد و موصل و بهره‌گیری از اساتید نجوم در این شهرها می‌دانند. او بعد از سفری طولانی به خراسان بازگشت. اسماعیلیان در این دوران بر بخش‌هایی از ایران مسلط بودند و خواجه نصیر به دعوت آن‌ها در یکی از قلعه‌های تحت حاکمیت آن‌ها ساکن شد. او در این دوران به نگارش آثارش مشغول بود و تألیف کتاب‌هایی هم‌چون شرح اشارات ابن سینا، تحریر اقلیدس و اخلاق ناصری به همین سال‌ها مربوط می‌شود.
هجوم هلاکوخان مغول به ایران نیز از دیگر اتفاقات مهم این دوران است. نقش مؤثر خواجه نصیر در دستگاه اسماعیلیان با اتخاذ تدابیری همراه بود تا حمله‌ی مغولان به ایران با کشتار و خونریزی کم‌تری همراه باشد. او سپس در دربار هلاکوخان نیز محترم شمرده شد و به نخست‌وزیری او منصوب شد.
او هلاکو خان را به ساخت رصدخانه‌ای در شهر مراغه و استفاده از زیج یا جدول نجومی جدیدی که بعداً به زیج ایلخانی مشهور شد، ترغیب کرد. ساخت این رصدخانه در سال 657 قمری آغاز شد. او هم‌چنین کتابخانه‌ای گردآوری کرد که حدود چهارصد هزار جلد کتاب در آن بوده است.
از خواجه نصیرالدین حدود 190 کتاب و رساله‌ی علمی در رشته‌های علوم ریاضی، نجوم، منطق، علوم طبیعی و حکمت الهی باقی مانده است. از آثار شاخص او به جز شرح کتاب «اشارات» ابن‌سینا به زبان عربی و کتاب «اخلاق ناصری» به فارسی، می‌توان به کتاب‌های «تجریدالکلام فی تحریر عقایدالاسلام» در زمینه‌ی الهیات، «تذکره نصیریه» در زمینه‌ی نجوم، «اساس‌الاقباس» در زمینه‌ی منطق، «اوصاف‌الاشراف» در زمینه‌ی عرفان اشاره کرد. وی هم‌چنین چندین کتاب به زبان عربی درباره‌ی منطق، نجوم و هندسه دارد. او یکی از توسعه‌دهندگان علم مثلثات بود و در قرن ۱۶ میلادی کتاب‌های مثلثات او به زبان‌های اروپایی ازجمله فرانسوی ترجمه شد.
او با پرورش شاگردانی مانند علامه حلی، قطب‌الدین شیرازی، کمال‌الدین میثم، کمال‌الدین عبدالرزاق شیبانی بغدادی، سید رکن‌الدین استرآبادی و... مراغی و گردآوری دیگر دانشمندان ایرانی عامل انتقال تمدن و دانش‌های ایران پیش از مغول به آیندگان شد. او در سال 657 درگذشت و در کاظمین عراق به خاک سپرده شد.
یک دهانه‌ی آتشفشانی ۶۰ کیلومتری در نیم‌کره‌ی جنوبی ماه، یک خرده‌سیاره که توسط ستاره‌شناس روسی نیکلای چرنیخ در ۱۹۷۹ کشف شد، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی در تهران و رصدخانه‌ی شامخای در جمهوری آذربایجان، به پاس خدمات علمی تأثیرگذارش به نام او نام‌گذاری شده‌اند. در تقویم ما ۵ اسفند سال‌روز تولد خواجه نصیرالدین طوسی، روز مهندسی نام‌گذاری شده است.