Inscrit à la Faculté des sciences de l'Université de Montréal, il obtient une licence de physique (1953), puis présente, à l'Université McGill, un mémoire de maîtrise intitulé Formation of Positronium in Hydrogen and Helium (1955).
Il poursuit ses études en astrophysique nucléaire à Cornell (Ithaca, N.Y.), où il côtoie plusieurs physiciens contemporains tels George Gamow, Richard Feynman, Fred Hoyle, Philip Morrison et Ed Salpeter, son directeur de thèse3. En 1960, il soutient sa thèse de doctorat, intitulée Thermonuclear Reaction Involving Medium Light Nuclei.
De 1960 à 1964, il enseigne la physique à l'Université de Montréal, tout en étant conseiller scientifique à la NASA, à New York.
Cette période coïncide avec la Révolution tranquille québécoise qui entraîne, entre autres, un certain mouvement francophile chez plusieurs professeurs de l'Université de Montréal. Reeves, qui refuse de n'utiliser que des manuels scolaires francophones, perçoit une dégradation du climat de travail lorsque certains de ses collègues professeurs lui font des remarques aigres, ce qui lui donne envie d'« aller voir ailleurs ». Le refus de collaboration entre des professeurs de l'Université de Montréal francophone et l'Université McGill anglophone sur un projet d'accélérateur de particules a été, selon Reeves, déterminant quant à son choix de quitter le Québec. Durant un stage d'été au Centre nucléaire de Chalk River, en Ontario, il lui est proposé de donner une série de cours à des chercheurs belges de physique nucléaire. Quelques mois plus tard, Caltech lui offre un poste au sein du laboratoire de William Fowler.
Hubert Reeves, voulant réaliser un vieux rêve de s'établir en Europe et s'étant déjà engagé envers les Belges, demande à Caltech de reporter son offre d'un an, ce qui lui est refusé. Selon Reeves, cet événement a refroidi ses relations avec cette université jusqu'à la fin des années 1960.
Vulgarisation scientifique
Dans les années 1970, Reeves commence à s'exprimer publiquement sur divers sujets liés, entre autres, à la physique nucléaire. C'est lors de vacances à Carry-le-Rouet, où il partage, nuit après nuit, ses connaissances en astronomie avec d'autres vacanciers, qu'il commence réellement une carrière de vulgarisateur scientifique. À la suite de la suggestion d'une amie, il décide de mettre par écrit ses connaissances et commence la rédaction de Patience dans l'azur, dont le titre est inspiré d'un poème de Paul Valéry. Le manuscrit, refusé par une trentaine de maisons d'édition, est réécrit par Reeves avec l'aide de son ami physicien Jean-Marc Lévy-Leblond, pour être finalement publié en 1981. Le livre connaît un grand succès après sa présentation à l'émission Apostrophes de Bernard Pivot 
Plusieurs lecteurs d'Hubert Reeves lui écrivent des lettres qui influencent la pensée et les choix d'écriture du scientifique. Ainsi, une lectrice de Patience dans l'azur lui envoie une lettre qui l'inspire à écrire Poussières d'étoiles, sorti en 1984 et dans lequel il met en exergue un passage de la lettre qui l'a inspiré : « On m'a dit : Tu n'es que cendres et poussières. On a oublié de me dire qu'il s'agissait de poussières d'étoiles. ». Dans ce livre, il rappelle, entre autres, que les atomes qui composent la Terre et ses habitants ont été constitués à l'intérieur des étoiles massives et ont été disséminés dans l'espace lors de la mort de ces dernières.
Certains lecteurs critiquant ce qu'ils considèrent comme un optimisme excessif chez Reeves, ce dernier décide, en 1984, d'écrire sur la plus grande menace planétaire perceptible à l'époque, celle engendrée par la guerre froide. Il publie ainsi L'Heure de s'enivrer en 1986, où il dresse, entre autres, un portrait inquiétant des arsenaux nucléaires des deux grandes puissances américaine et soviétique19.
Pyramide de la complexité telle que développée par Reeves.
Il anime une série d'émissions-conférences télévisées intitulée Histoire de l'Univers, qui sera diffusée à plusieurs reprises au cours des années 1990 et 2000 au Canal Savoir. Il y reprend, entre autres, l'idée de la pyramide de la complexité, un concept, développé dans L'Heure de s'enivrer, décrivant la complexification de l'Univers, du Big Bang jusqu'à aujourd'hui.
En 2000, il fait don de 100 000 dollars canadiens à l'université Laval pour créer le fonds Hubert-Reeves qui permet d'offrir chaque année des bourses à des étudiants de deuxième cycle en astrophysique.
Ses principaux ouvrages, Patience dans l'azur, Poussières d'étoiles et L'Heure de s'enivrer, connaissent un énorme succès et sont traduits dans plusieurs langues.
Par ailleurs, Hubert Reeves participe à des émissions télévisées de vulgarisation scientifique, dont la plus emblématique a été sans doute la Nuit des étoiles, diffusée sur la chaîne publique française France 2.
Pour les 70 ans du magazine Sciences et Avenir, Hubert Reeves participe à la rédaction du numéro de novembre (no 849) en tant que rédacteur en chef exceptionnel, avec 4 autres scientifiques. Il y écrit notamment sur l'univers et les grandes découvertes qui s'y rapportent.
En 2020, il apporte son soutien à la vidéothèque Ideas in Science pour permettre l'ouverture du savoir scientifique au plus grand nombre.
Oeuvres
Publications professionnelles
De nombreux articles dans des revues spécialisées, sur ces sujets de travaux de recherche :
réactions thermonucléaires dans les noyaux stellaires :
fusion du carbone et de l'oxygène ;
spectre de neutrinos solaires ;
processus r et s dans les étoiles ;
origine des éléments légers : lithium, béryllium et bore ;
abondance du deutérium et de l'hélium dans le système solaire et dans l'univers ;
densité de l'univers ;
étude de la transition quark-hadron en cosmologie ;
origine et développement de l'énergie libre dans l'univers en expansion.
Trois livres :
(en) Stellar evolution and nucleosynthesis, Gordon & Breach, New York, 1968. traduction : Évolution nucléaire et Nucléosynthèse, Dunod, Paris, 1968. (en) Nuclear Reactions in Stellar Surfaces, Gordon & Breach, New York, 1972.
Travaux de vulgarisation
Soleil
(avec Jacques Véry, Nicole Delsarte, Éliane Dauphin-Lemierre, et les enfants d'un CES) (livre pour les enfants)
Patience dans l'azur, L'évolution cosmique (Prix de la Fondation de France, 1982)
Poussières d'étoiles
(album illustré ; prix de la Société française de physique, 1985)
L'heure de s'enivrer, L'univers a-t-il un sens ?
(prix Blaise Pascal de la ville de Clermont-Ferrand, 1988)
Malicorne ,Réflexions d'un observateur de la nature (Prix littéraire de la ville de Limoges, 1991)
Comme un cri du cœur, 1992 (avec Antonine Maillet, Guy Corneau, Agnès Grossmann, Pierre Dansereau et Albert Jacquard)
Compagnons de voyage, 1998 (avec photographies de Jelica Obrenovitch)
Dernières nouvelles du cosmos, 1994
L’espace prend la forme de mon regard 1995
La Première Seconde
, 1995
Dernières nouvelles du cosmos (fusionné avec La Première Seconde) 2002
La plus belle histoire du monde, 1995 (avec Yves Coppens, Joël de Rosnay et Dominique Simonnet)
Intimes convictions
, 1996
Oiseaux, merveilleux oiseaux
, 1998
Sommes-nous seuls dans l'univers ?
, 2000 (avec Nicolas Prantzos, Alfred Vidal-Madjar et Jean Heidmann)
Les Artisans du huitième jour
, 2000
Mal de Terre
, 2003
Chroniques du ciel et de la vie
, 2005
Chroniques des atomes et des galaxies
, 2007
Je n’aurai pas le temps
, 2008
Petite histoire de la matière et de l'univers
, 2008
Le Joli Petit Monde d’Hubert Reeves
, 2009 (avec Christophe Aubel, illustrations de Cécile Léna)
L’Univers expliqué à mes petits-enfants
, 2011
La petite affaire jaune
, Élytis, 2011
L’Avenir de la vie sur Terre
, Bayard, 2012
L'Univers, ce qu'on ne sait pas encore, Pommier, 2013 (avec Anna Alter, illustrations Eglantine Ceulemans)
Là où croît le péril... croît aussi ce qui sauve
, 2013
La Mer expliquée à nos petits-enfants
, 2015 (avec Yves Lancelot), Le Seuil, collection « Expliqué à »
L'Univers : créativité cosmique et artistique
, avec Daniel Casanave, éd. Lombard 2016 (coll. Petite Bédéthèque des savoirs)
J'ai vu une fleur sauvage
, Seuil, 2017
Le Banc du temps qui passe. Méditations cosmiques
, Éditions du Seuil, 2017
Je chemine avec Hubert Reeves [entretiens avec Sophie Lhuillier], Éditions du Seuil, 2019
La fureur de vivre
, Éditions du Seuil, 2020
Parmi des millions
, L'Aube, 2020 (illustrations de Pascal Lemaître)
Le site officiel d'Hubert Reeves présente la plupart de ces ouvrages, avec la table des matières.
Filmographie
Les étoiles naissent aussi
, 1979
Le Soleil, notre étoile
, 1980
La Vie dans l'univers
, Série de 12 émissions de 15 minutes, 1982
Un soir, une étoile
, Série de 66 émissions de 2 minutes, 1984
Hubert Reeves : Conteur d'étoile
, ONF, 52 minutes version VHS, 89 minutes version DVD 2003
Hubert Reeves : La Terre vue du Cœur
, 91 minutes, 2018
Distinctions et récompenses
Cette liste a été établie à partir des informations du site officiel d'Hubert Reeves. 
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Distinctions :
Chevalier de l'ordre national du Mérite, France, 1976.
Chevalier de la Légion d'honneur, France, 31 décembre 1985.
Membre de l'Académie des lettres du Québec, 1988.
Membre de la Société royale du Canada, avril 1991.
Officier de l'Ordre du Canada, 19 avril 1991.
Officier de l'Ordre national du Québec, janvier 1994.
Officier de la Légion d'honneur, Paris, 13 juillet 1994.
Commandeur de la Légion d'honneur, Paris, 11 juillet 2003.
Compagnon de l'Ordre du Canada, 30 octobre 2003.
Commandeur de l'Ordre de Montréal
Grand officier de l'Ordre national du Québec, 9 mars 2018.
Grand officier de la Légion d'honneur, France, 2019.
Doctorats honoris causa :Université de Montréal, Canada, juin 1983.
Université Laurentienne, Sudbury, Canada, 1985.
Université de Berne, Suisse, décembre 1989.
Université de Moncton, Canada, octobre 1991.
Université libre de Bruxelles, Belgique, 1992.
Université Laval, Québec, Canada, 1998-1999.
Université d'Ottawa, Canada, mars 2004.
Université du Québec à Montréal, Canada, octobre 2010.
Université de Sherbrooke, Canada, 19 octobre 2011.
Université du Havre, France, 23 septembre 2014.
Prix :
Prix de la Fondation de France en 1982.
Prix de la Société française de physique, 1985.
Prix Blaise-Pascal de la ville de Clermont-Ferrand, 1988.
Grand Prix de la Francophonie décerné par l'Académie française, 1989.
Prix littéraire de la ville de Limoges, avril 1991.
Prix littéraire de la ville de Saint-Étienne, 1992.
Prix de l'Académie Internationale de Lutèce, Paris, 1992.
Prix Albert Einstein de la Société Albert Einstein, Berne, juin 2001.
Prix Samuel-de-Champlain de l'Institut France-Canada (Section canadienne de France-Amériques), 9 décembre 2002.
Prix Jules Janssen de la Société astronomique de France, Paris, 2019.
Autres :
L'astéroïde (9631) 1993 SL6 est désormais désigné (9631) Hubertreeves, par décision de l'Union astronomique internationale, en 1999.
En 2011, l'Association des communicateurs scientifiques du Québec crée le prix Hubert-Reeves, accordé à l'auteur d'un livre de vulgarisation scientifique. Trois ans plus tard suit la création du prix Hubert-Reeves jeunesse.
En 2016, il est nommé premier président d'honneur de la nouvelle Agence française pour la biodiversité.
Le parc de l'Éco-Campus Hubert Reeves est présentement en construction (2017).
L'école primaire publique de Saint-Symphorien-sur-Coise en région Auvergne-Rhône-Alpes, se nomme Hubert Reeves.