Paulo Artaxo é graduado em física pela Universidade São Paulo (USP) (1977), com mestrado em física nuclear pela USP (1980) e doutorado em física atmosférica pela USP (1985).

Trabalhou na Nasa (Estados Unidos), Universidade de Antuérpia (Bélgica), Universidade de Lund (Suécia) e Universidade Harvard (Estados Unidos).

É professor titular e chefe do Departamento de Física Aplicada do Instituto de Física da USP. Trabalha com física aplicada a problemas ambientais, atuando principalmente nas questão de mudanças climáticas globais, meio ambiente na Amazônia, física de aerossóis atmosféricos, poluição do ar urbana e outros temas.

É membro titular da Academia Brasileira de Ciências, coordenador do Instituto do Milênio do Experimento LBA, membro do IPCC (Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas) e de sete outros painéis científicos internacionais.

Em 2004, recebeu voto de aplauso do Senado Brasileiro pelo trabalho científico em meio ambiente na Amazônia. Em 2006 foi eleito fellow da American Association for the Advancement of Sciences. É membro da equipe do IPCC que foi agraciada com o Premio Nobel da Paz de 2007. Em 2007 recebeu o premio de Ciencias da Terra 2007 da Academia de Ciencias dos Países em Desenvolvimento (TWAS) e o Premio Dorothy Stang de 2007, outorgado pela Câmara Municipal de Sao Paulo.