وی فیلسوف، متکلم، فقیه، دانشمند، ریاضیدان و منجم ایرانی شیعه است که به القابی چون «نصرالدین»، «محقق طوسی»، «استاد البشر» و «خواجه» شهرت دارد. او علوم دینی و عقلی را از پدر و منطق و حکمت طبیعی را از دایی‌اش آموخت. تحصیلات خود را در شهر نیشابور به اتمام رساند و در آنجا به عنوان دانشمندی برجسته شهرت یافت.

خواجه نصیرالدین طوسی مدتی در دستگاه اسماعیلیه در دژ الموت بود و هنگام حمله هلاکوخان مغول به ایران برای نجات مسلمانان از خونریزی‌های این حاکم بی‌رحم به خدمت او درآمد و با تدابیر خاصی از خرابی‌های شهرها و کشتار‌ دسته جمعی مردم به دست هلاکوخان جلوگیری کرد. او نهایتاً هلاکو را به یورش به بغداد و سرنگونی عباسیان ترغیب نمود.

از دیگر خدمات این دانشمند ایرانی - اسلامی که در ضمن یکی از فقهای مذهب تشیع بود، تشویق هلاکو خان به ساخت رصدخانه‌ای در شهر مراغه و ترغیب وی به زیج (جدول نجومی) جدیدی است که بعداً به زیج ایلخانی مشهور گردید. او همچنین کتابخانه‌ای گردآوری کرد که حدود چهل هزار جلد کتاب در آن بوده است. از خواجه نصیرالدین طوسی تالیفات متعددی در رشته‌های علوم ریاضی، نجوم، منطق، علوم طبیعی و حکمت الهی باقیمانده است.

از مشهورترین کتاب‌های خواجه نصیرالدین طوسی به زبان عربی می‌توان به شرح کتاب «اشارات» ابن‌سینا و در فارسی کتاب «اخلاق ناصری» اشاره کرد. دیگر آثار برجسته‌ی وی عبارتند از «تجریدالکلام فی تحریر عقاید الاسلام» در زمینه‌ی الهیات، «تذکره نصیریه» در نجوم، «اساس الاقباس» در منطق، «اوصاف الاشراف» در عرفان. وی همچنین چندین کتاب به زبان عربی درباره‌ی منطق، نجوم و هندسه دارد.

او با پرورش شاگردانی همچون علامه حلی، قطب الدین شیرازی، کمال الدین میثم بن علی بن میثم بحرانی، کمال الدین عبدالرزاق شیبانی بغدادی، سید رکن الدین استرآبادی، ابراهیم حموی جوینی، اثیر الدین اومانی، مجدالدین طوسی، مجد الدین مراغی و گردآوری دیگر دانشمندان ایرانی عامل انتقال تمدن و دانش‌های ایران پیش از مغول به آیندگان شد.

خواجه نصیرالدین طوسی حدود یکصد و نود کتاب و رساله‌ی علمی در موضوعات متفاوت به رشته تحریر درآورده است. وی همچنین یکی از توسعه دهندگان علم مثلثات است. در قرن ۱۶ میلادی کتاب‌های مثلثات او به زبان‌های اروپایی از جمله فرانسه ترجمه گردید و هنوز مورد ارجاع و استفاده‌ی دانشمندان مغرب زمین است.

خواجه نصیرالدین طوسی آنچنان خدمات ارزشمندی را به پیشرفت دانش بشری ارائه کرده است که در سالروز عربی ولادت این دانشمند ایرانی، صفحه آغازین گوگل عربی به تصویری از وی مزین شد.