Творац теорије ледених доба и аутор најпрецизнијег календара.
Похађао је Бечки технолошки институт, где је дипломирао грађевину 1902. и стекао докторат из техничких наука 1904, чиме је постао први српски доктор техничких наука. Касније је радио у тада чувеној фирми Адолфа Барона Питела „Betonbau-Unternehmung“ у Бечу и градио бране, мостове, вијадукте, аквадукте и друге грађевине од ојачаног бетона. Године 1909. прелази на катедру примењене математике на Београдском универзитету и одлучује да се концентрише на фундаментална истраживања. По избијању Првог светског рата 1914. аустроугарска војска је интернирала Миланковића у Мађарску, где су се његова интересовања усмерила ка проучавању соларне климе и планетарних температура. До краја рата је завршио монографију под насловом „Математичка теорија термичких феномена узрокованих сунчевим зрачењима“. Предложио је реформу грегоријанског и јулијанског календара, која је водила изградњи јединственог, до сада најпрецизнијег календара (Миланковићев календар) и која је прихваћена на Свеправославном конгресу у Цариграду 1923. године, али никада није заживела у пракси. Пред сам почетак Другог светског рата у Југославији 1941. завршено је штампање његовог најзначајнијег дела „Канон осунчавања земље и његова примена на проблем ледених доба“. Оснивач је катедре за небеску механику на Београдском универзитету и светски уважаван научник, познат по теорији ледених доба, која повезује варијације земљине орбите и дугорочне климатске промене. Ова теорија је позната под именом „Миланковићеви циклуси“.