Va iniciar els seus estudis a la Universitat de Pàdua, on va llicenciar-se en medicina i cirurgia, i posteriorment va especialitzar-se en neurologia. El seu focus d'atenció s'ha centrat en el camp de la fisiologia de la son i la visió. Estudiant posteriorment la relació entre el sistema motor i les funcions cognitives a la dècada del 1990 va descobrir com en el cervell dels micos un tipus de neurones s'activaven no només en dur a terme una acció concreta sinó també quan un mico veia un congènere en realitzar la mateixa acció, neurones que va denominar neurones mirall.
