Rođen je u Dalju, 28. maja 1879. , a umro u Beogradu, 12. decembra 1958. Bio je srpski matematičar, astronom, klimatolog, geofizičar, građevinski inženjer, doktor tehničkih nauka i popularizator nauke.
Vanredni profesor primenjene matematike bio je od 1909. do 1920. godine (osim 1914—1918), dok je kao redovni profesor nebeske mehanike radio od 1920. do 1955. (osim 1941—1945) na Univerzitetu u Beogradu. Bio je dekan Filozofskog fakulteta školske 1926/27, pionir u raketnom inženjerstvu, potpredsednik SANU u tri mandata počev od 1948, direktor Astronomske opservatorije u Beogradu od 1948. do 1951, član i reosnivač Komisije 7 za nebesku mehaniku Međunarodne astronomske unije od 1948. do 1953. itd.
Milanković je dao dva fundamentalna doprinosa nauci. Prvi doprinos je „Kanon osunčavanja Zemlje” koji karakteriše sve planete Sunčevog sistema. Drugi doprinos je teorijsko objašnjenje Zemljinih dugotrajnih klimatskih promena uzrokovanih astronomskim promenama njenog položaja u odnosu na Sunce; danas poznato kao Milankovićevi ciklusi. Ovo objašnjava pojavu ledenih doba tokom geološke prošlosti Zemlje, kao i klimatske promene na Zemlji koje se mogu očekivati u budućnosti.
Milutin Milanković je osnovao planetarnu klimatologiju izračunavanjem temperaturskih uslova u gornjim slojevima Zemljine atmosfere, kao i temperaturske uslove na planetama unutrašnjeg Sunčevog sistema (Merkuru, Veneri i Marsu) te Zemljinom prirodnom satelitu — Mesecu. Pored toga, Milanković se u geofizici smatra koautorom teorije tektonskih ploča, i to sa svojim radom Pomeranje Zemljinih obrtnih polova.
Milanković je kao autor ili koautor registrovao osam patenata, koje je u periodu 1905—1933. podnosio u različitim državama. Tokom profesorske karijere ostao je veran svom prvom životnom pozivu — građevinarstvu —, pa je radio kao konstruktor, statičar i supervizor na celom nizu građevinskih objekata od armiranog betona širom Jugoslavije. Tako je i većina patenata vezana za ovu oblast.
U čast za njegova dostignuća u astronomiji, 1965. godine — nakon uspešnih sovjetskih misija koje su obavile snimanje dalje stane Meseca — naučnici Sovjetske akademije su jedan krater na strani Meseca koju ne vidimo nazvali „Milanković” (koordinate: +170°, +77°). Ova odluka je potvrđena na 14. Generalnoj skupštini Međunarodne astronomske unije 1970. godine, održane u Brajtonu (Ujedinjeno Kraljevstvo). Po njemu je nazvan i krater na Marsu (koordinate: +147°, +55°). Ova odluka je doneta na 15. Generalnoj skupštini M. A. U. 1973. godine u Sidneju (Australija).
Jedan asteroid nosi naziv 1605 Milanković, a u početku je nosio službenu oznaku 1936 GA; otkrio ga je astronom Petar Đurković s Beogradske opservatorije 1936. godine.Na predlog ove opservatorije, Međunarodna astronomska unija ga je preimenovala 1979. godine, na 100. godišnjicu rođenja Milutina Milankovića. Na hiljade ovih nebeskih tela se nalazi u pojasu između Jupitera i Marsa. Takođe, na 100. godišnjicu rođenja Milankovića američki naučnici Džon Imbri i Ketrina Palmer Imbri objavili su knjigu pod nazivom Ledeno doba: rešenje tajne (engl. Ice Ages: Solving the Mystery), u kojoj su dali puno priznanje Milankovićevoj teoriji.Knjiga je prevedena i objavljena na srpski 1981. godine.
1983. godine održan je međunarodni naučni skup u američkoj državi Njujork, na Geološkoj opservatoriji Lamont Doerti na Univerzitetu Kolumbija, a nosio je naziv Milanković i klima čime je odata velika počast naučnom doprinosu srpskog velikana. U Peruđi (Italija), 1988. godine organizovan je naučni skup pod nazivom Ciklostratigrafija. Na njemu je zvanično promovisana nova istraživačka metoda koja u osnovi ima Milankovićeve cikluse osunčavanja i koja u ritmičkim smenama slojeva stena detektuje hladnije i toplije cikluse kroz koje je prošla naša planeta. 1993. godine ustanovljena je Medalja Milutin Milanković koju svake godine dodeljuje Evropsko geofizičko društvo (od 2003. nosi naziv Evropska geofizička unija), u oblasti dugotrajnih promena klime i modelovanja. Nasa je u svom izdanju Na ramenima giganta svrstala Milankovića među 15 najvećih umova svih vremena u oblasti nauke o Zemlji.