Nəsirəddin Məhəmməd ibn Həsən Tusi 1201-ci ildə Həmədan şəhərində azərbaycanlı ailəsində dünyaya göz açıb. İlk müəllimi atası olub. Sonralar isə o, Tus şəhərində məktəb və mədrəsədə təhsilini davam etdirib. Təhsilini başa vurduqdan sonra adına "Tusi" təxəllüsü əlavə etməsi təhsil aldığı şəhərə böyük məhəbbəti ilə bağlıdır.

Uşaqlığından kitab oxumağa böyük həvəsi olan Nəsirəddin Məhəmmədin şəxsiyyət kimi formalaşmasına görkəmli alim İbn Sina və onun şagirdi, əslən azərbaycanlı Bəhmənyarın əsərləri böyük təsir göstərmişdir. Artıq gənc yaşlarında mədrəsə müəllimləri Tusinin riyaziyyat və nücum (astronomiya) elminə böyük həvəs göstərdiyinin şahidi olmuşlar. İlk əsərlərini fizika elmi ilə bağlayan Nəsirəddin Tusi təbiətdə maddənin saxlanması və çevrilməsi haqqında ilk fikir söyləmişdir. Bu dövrdə o, mineralogiya və tibb sahəsində bir neçə elmi əsər və şeirlər yazmağa başlamışdır.

XIII əsrin 30-cu illərində İranın Kuxistan vilayətinə gələn Nəsirəddin Tusi bu ərazilərdə üstün olan ismailiyyə təriqətinin sifarişi ilə "Əxlaqi Nasiri" (ismaililərin  lideri  Nasirin  əxlaqa  aid  kitabı) əsərini yazmışdır. İslam təriqəti sayılan ismaililər bu dövrdə yalnız dini fəaliyyətlə məşğul olmurdular, regionun siyasi hadisələrinə də fəal müdaxilə edirdilər. Başqa vilayət və hətta ölkələri də öz hakimiyyəti altında birləşdirmək fikirləri ilə çıxış edən ismaililərin liderləri bu yolda bütün vasitələrə əl atmışdılar. 1236-cı ildə üzü yüzlərcə nüsxə köçürələn "Əxlaqi Nasiri" kitabı Orta və Yaxın Şərqdə yayılmış, məktəblərdə əxlaq dərsliyi kimi istifadə olunmuşdur. Maraqlıdır ki, indi də bəzi müsəlman ölkələrində bu kitabın müəyyən hissələrindən dərslik kimi istifadə edilir. 

Tusinin şöhrətinə paxıllıq etməyə başlayan Nasirin əmri ilə o həbs olunub Ələmut qalasına salınır. Lakin bu haqsızlıq çox çəkmir. İsmailiyyə təriqəti monqol qoşunlarının zərbəsinə məruz qalır. Ələmut qalası monqollar tərəfindən işğal edilir. Monqol qoşununun başçısı Hülakü xanla görüşən Tusi ona elmi inkişaf etdirməyin böyük əhəmiyyətindən danışır. Tusi azad edilir və Hülakü xan onu özünə məsləhətçi götürür. Sadə həyat tərzi sürən alim yeni təyinatından özü üçün heç bir xeyir ummur, o, bəşəriyyət elmi üçün böyük işlər görür. Hülakü xanın yürüşlərində iştirak edən Tusi minlərlə təhsil ocağını dağılmaqdan, yüzlərcə kitabxananı yandırılmaqdan xilas edir. Tusi monqol əsirliyində olan minlərlə alim və müəllimin azad olunmasına nail olur.

1259-cu ildə Tusinin təklifi ilə Cənubi Azərbaycanın Marağa şəhəri yaxınlığında rəsədxana inşa olunmağa başlanır. Rəsədxana yeri elə dəqiq seçilmişdir ki, orada indi də rəsədxana fəaliyyət göstərir. Marağa astronomiya Rəsədxanasının o dövrdə tayı-bərabəri olmamışdır. Sonralar Şərqdə inşa olunan rəsədxanalar məhz Marağa rəsədxanasının planı əsasında tikilirdi. Ən mürəkkəb alətlər, ən nadir kitablar bu rəsədxanada toplanır, bura dünyanın hər yerindən məşhur alimlər dəvət edilirdi. Faktik olaraq rəsədxana riyaziyyat və astronomiya üzrə böyük elmi mərkəzə çevrilmişdi.

Nəsirəddin Tusinin əsərləri arasında "Zic Elxani" kitabı çox mühüm yer tutur. Bu əsərdə planetlərin geosentrik orbitinin əsas elementləri verilmiş, onların sutka ərzində orta hərəkəti dəqiq təyin edilmişdir. XVIII əsrin əvvəllərinədək "Zic Elxani" dünya astronomlarının ən qiymətli kitabı hesab olunurdu. Əsərdə verilən cədvəllər Şərqdə dəfələrlə ərəb dilində, 1652-ci ildə Londonda və 1711-ci ildə Oksfordda latın dilində nəşr edilmişdir. Cədvəllərin birində XIII əsrin 256 iri şəhərinin dəqiq coğrafi koordinatı göstərilmişdir. Məşhur Avropa səyyahı Xristofor Kolumbun müəllimi Toskanelli bu cədvəldən istifadə etmişdir. Həmçinin Tusi sinus və tangensin 60-lıq say sistemində üçrəqəmli triqonometriya cədvəllərini vermiş, yerin fırlanma oxunun illik presessiyasının qiyməti (51`,4) tapılmışdır (müasir qiyməti 51`,2). Maraqlıdır ki, Tusi Avropa ilə Asiya arasında böyük bir qitənin olmasını fərziyyə kimi irəli sürmüş, sonralar onun fikri təsdiqlənərək Amerika kəşf edilmişdir.

Astronomiyanın riyaziyyatla sıx bağlılığını qəbul edən Nəsirəddin Tusi "Təhriri-Öqlidis" ("Evklidin şərhi") əsərini yazmış və bu əsər həndəsənin inkişafına böyük təsir göstərmişdir. Bu əsərdə, həmçinin "Həndəsənin əsasları" kitabında Tusi qədim dövr alimləri Arximed və Evklidin nailiyyətlərini davam etdirmiş, nisbətlər nəzəriyyəsini vermiş, üçbucağın daxili bucaqları cəmi arasında olan əlaqəni tapmışdır. Bu sahədəki işləri ilə Tusi Avropa alimlərini 400 il qabaqlamışdır. Onun "Şəklül-qita" ("Tam dördtərəfli haqqında traktat") əsərində müstəvi və sferik triqonometriyadan bəhs edilir. O bu əsərdə Menelay teoremini, müasir triqonometriyanın əsas teorem və düsturlarını vermişdir. Onun bu nailiyyətləri sayəsində triqonometriya ayrıca bir riyazi fənn şəklinə düşmüşdür. Nəsirəddin Tusinin ilk dəfə Romada 1594-cü ildən başlayaraq nəşr edilən həndəsi əsərləri sonralar Avropa alimləri A.Lejandr, C.Vallis, C.Sakkerinin elmi işlərinə böyük təsir göstərmişdir. Nəsirəddin Tusi "Cəleul hesab" ("Taxta və qum vasitəsilə hesablama") əsərində müsbət ədəddən istənilən dərəcədən kökalma qaydasını, binomial hədlərin 12 dərəcəli həddədək əmsallarını vermişdir. "Təhrir əl-Məcəsti" və "Təzkireyi Nəsiriyyə" əsərlərində Tusi planetlərin hərəkət nəzəriyyəsi və Ptolemeyin geosentrik sisteminin təshihini vermişdir. Riyaziyyat tarixində ilk dəfə Tusi tam ədəddən ixtiyari dərəcədən kökalma əməlini izah etmiş, ədəd üçbucağını əmələ gətirən binomial əmsalları və onlar arasındakı qanunauyğunluqları göstərmiş, sonralar "Nyutonun binomu" kimi tanınan riyazi kəşfi sözlə ifadə etmişdir.

1265-ci ildə Hülakü xanın vəfatından sonra Tusi onun oğlu Abaqa xanın (1265-1274) vəziri olmuşdur. Hülakülər monqol dövlətinin daxili sabitliyinin qorunmasına, iqtisadi gücünün artırılmasına çalışan Tusi bir çox monqol feodallarının müqaviməti ilə üzləşir. Tusi onları zəiflətməyi təklif edir, əks təqdirdə mərkəzi hakimiyyətin zəifləyəcəyi barəsində fikir söyləyirdi. Sonralar dövlətin zəifləməsi Tusinin haqlı olduğunu sübut edir.

Vəzir olduğu dövrdə Nəsirəddin Tusi əsasən fəlsəfi və ictimai-siyasi əsərlər yazmağa başlayır."İbn Sinanın fəlsəfəsi və məntiqinə şərhlər", "Səhifələrində ər-Razinin qeydləri", "Teologiya və metafizikaya dair risalə", "Alicənab insanların xarakterləri və keyfiyyətləri" kimi əsərlərində Tusi fəlsəfə tarixinə nəzər salmış, İbn Sinanın fəlsəfi əsərlərini o dövrün bəzi tənqidçilərindən, ilk növbədə ilahiyyatçı ər-Razinin hücumlarından qorumuşdur. Həmçinin o, şiəlik cərəyanını fəlsəfi səpkidə şərh etmiş, etika və sosiologiya məsələlərinə

toxunmuşdur. "Əsas ül-iqtibas" əsərində Tusi məntiq məsələləri və poeziyanın nəzəriyyəsini şərh etmişdir. "İki mülahizə haqqında mülahizə" əsərində Nəsirəddin Tusi fəlsəfi məqamlarla bərabər, Ayın və Günəşin tutulmasını, işığın sınmasını, göyqurşağının yaranmasını elmi cəhətdən izah etmişdir.

Özünün ictimai-siyasi əsərlərində Nəsirəddin Tusi "dövlət" anlayışının açılmasına böyük yer ayırmışdır. Faktik olaraq Tusi Azərbaycanın siyasi fikir tarixində ilk dövlət nəzəriyyəçisi hesab olunur."Maliyyə haqqında" risaləsində verilən qayda-qanunlar sonralar bir çox orta əsr dövlətlərində qanunlar toplularına daxil edilmişdir.

Nəsirəddin Tusi 1274-cü ildə Bağdada səfəri zamanı vəfat etmiş və Bağdaddakı "Cəlil məscid"-də dəfn olunmuşdur. Onun qəbrinin üstündə yazılmışdır:"Elmin köməkçisi, elm ölkəsinin şahı. Dövr anası belə oğul hələ doğmamışdır".