Architecte de formation, élève notamment de Le Corbusier, il est à l'origine de la conception du pavillon Philips lors de l'exposition universelle de Bruxelles en 1958. Il dessine les réverbères du déambulatoire de la Cité radieuse de Marseille. Il eut une grande influence sur les milieux intellectuels.
De par sa formation d'architecte et de mathématicien, il s'intéresse d'abord plus particulièrement à la musique sérielle, semi-automatisée. L'ordinateur augmentera la possibilité de créer un véritable « processus » de création, conçu dans sa globalité.
Il s'intéresse aussi dans le champ de la musique acoustique à une nouvelle spatialisation en plaçant les musiciens de manière inhabituelle, parmi le public, par exemple, ou réitérant des procédures antiques autour ou à distance du public. Nombre de ces expériences ont fait preuve de leur efficacité, le plus souvent à leur époque, au festival international d'art contemporain de Royan dont il fut l'un des plus brillants et surprenants habitués.
Xenakis créa en 1976 une interface graphique, l'UPIC, avec laquelle il relie le monde visuel du graphisme et le monde sonore de la musique.
Il fut lauréat du Prix de Kyoto en 1997.
Iannis Xenakis réussit, en utilisant des procédures qui auraient pu faire de ses œuvres des productions totalement déshumanisées, ce tour de force de proposer une musique le plus souvent très lyrique et souvent aussi, extrêmement émouvante. Nuits, L'Orestie et ses toutes dernières œuvres qui sont assez proches, curieusement, dans leur simplicité volontaire, de l'esprit des dernières œuvres de Liszt. Sans doute est-ce dans ce constat que réside le « mystère Xenakis » et, qui sait ?, son génie.