Autor americano y bioquímico, escritor de gran éxito y prolífico divulgador de temas científicos. Ha publicado alrededor de 500 obras.
Nació el 2 de enero de 1920 en Petrovichi, Rusia (a 400 km al suroeste de Moscú y 16 km de la frontera con Bielorrusia). Sus padres, Judah Asimov y Anna Rachel, de origen judío, se trasladaron a Nueva York el 11 de enero de 1923, cuando el autor tenía tres años.

Su infancia transcurrió en el barrio neoyorkino de Brooklyn, donde el joven Isaac aprendió por sí mismo a leer a la edad de cinco años. La juventud de Isaac transcurrió entre los estudios y el trabajo en las distintas tiendas de golosinas que su padre regentaba en el barrio de Brooklyn. Fue entre esos estantes llenos de revistas donde el joven Isaac se encontró por primera vez con la ciencia ficción. En su adolescencia temprana escribió sus propias historias y a los 19 años comenzó la publicación de sus relatos de ciencia ficción en las revistas (ahora clásicas) de ficción llamadas «pulps».

Se graduó como bioquímico en la Universidad de Columbia en 1939. Al ser rechazado para ingresar a las escuelas de medicina de las universidades de Nueva York, regresó a Columbia y decidió tomar un postgrado de química, título que obtuvo en 1941. El siguiente año, 1942, fue particularmente significativo para Asimov, al partir hacia la ciudad de Filadelfia donde tomó un trabajo como investigador químico en los astilleros de la marina de guerra estadounidense, empleo que mantendría en el transcurso de la Segunda Guerra Mundial.

En 1948 se doctoró en química accediendo a la Universidad de Boston, donde permaneció como asociado pero sin opción a enseñar. La universidad dejó de pagarle el salario en 1958, pero para entonces, los ingresos procedentes de su trabajo como escritor ya eran superiores a los que conseguía con su labor universitaria. Permaneció en la facultad como profesor asociado, y en 1979 fue ascendido a profesor titular.

Empezó a publicar historias en revistas de ciencia ficción en 1939 y en 1950 publicó su primer libro, Pebble in the Sky y su primera obra científica, un texto de bioquímica conjuntamente con dos colegas, en 1953.
Se dedicó exclusivamente a la escritura a partir de 1958 y fue autor de unas 500 obras para adultos y jóvenes lectores, de temáticas que se fueron extendiendo paulatinamente desde la ciencia y ciencia ficción a las historias de misterio, humor, historia, así como algunos volúmenes sobre la Biblia y Shakespeare.
Su trilogía de novelas, conocida como la Trilogía de la Fundación (1951-53), Fundación, Fundación e Imperio, y Segunda Fundación (1951-53), que relata el colapso y renacimiento de un vasto imperio interestelar en el universo del futuro, es su más famoso trabajo de ciencia ficción.
En la colección de relatos cortos Yo, Robot (1950), Asimov desarrolló un conjunto de principios éticos para robots y máquinas inteligentes que influyeron grandemente en el tratamiento que del tema hicieron otros escritores.
Entre sus obras de ciencia ficción más conocidas está la secuela de la Trilogía de la Fundación, Los límites de la Fundación (1982), escrita 30 años después; The Naked Sun (1957); Los propios dioses (1972).
Entre sus principales obras científicas se encuentran la Enciclopedia Biográfica de Ciencia y Tecnología (1964; rev. 1982) y Nueva Guía de la Ciencia (1984). Obras posteriores incluyen Fundación y Tierra (1986); Preludio a la Fundación (1988); y Hacia la Fundación (1992).
Una autobiografía de Asimov titulada Memorias, apareció en 1979