Ha trabajado en la Oficina de Cálculo de Estructuras del Profesor Florencio del Pozo en cálculo de puentes, en Intecsa en el diseño y cálculo de cimentaciones, en el Laboratorio del Transporte y Mecánica del Suelo, en informes geotécnicos y en Steel Beton el desarrollo de software de diseño, cálculo y fabricación de estructuras. Ha participado como consultor en diferentes proyectos informáticos, estadísticos e ingenieriles. Ha sido Profesor Visitante en varias universidades de Reino Unido, Hungría, Suiza, Estados Unidos, Hong Kong, China y América Latina, así como visitado e impartido conferencias en más de 30 universidades extranjeras. Es el creador y Director de varios programas de Doctorado y Maestría en «Informática y Computación» que las Universidades de Cantabria y Castilla-La Mancha imparten en Hispanoamérica y fundador del «Aula de Informática» que existe en el Centro Penitenciario «El Dueso» en Santoña (Cantabria). Ha participado en el primer análisis probabilista de seguridad de una central nuclear española y de ferrocarriles y carreteras, habiendo desarrollado métodos originales para tal fin, habiendo sido reconocido su trabajo con el Premio Hojjat Adeli for Innovation in Computing.

Es autor de unas 500 publicaciones, que incluyen 14 libros en inglés (publicados por Wiley (3), Springer Verlag (6), Academic Press (1), Marcel Dekker (1), Kluwer (1) y Elsevier (2)), 17 libros en castellano, artículos en más de 100 revistas científicas diferentes, publicaciones en congresos, y publicaciones docentes.

Ha dirigido 42 tesis doctorales, todas ellas con calificación «Cum Laude». Veintiuno de sus doctorandos son Profesores de Universidad. Ha trabajado en 34 proyectos de investigación financiados por diversas entidades públicas y privadas.

Es o ha sido miembro de varias sociedades extranjeras como la American Mathematical Society, American Statistical Association, American Association for Artificial Intelligence, etc. y españolas, como la Sociedad Española de Mecánica del Suelo, la Sociedad Española de Métodos Numéricos en Ingeniería o la Sociedad Española de Estadística e Investigación Operativa. Ha sido editor asociado o invitado y referee en más de 30 revistas españolas y extranjeras. Ha recibido varias becas como la del Ministerio de Educación y Ciencia para formación de Personal Investigador y Profesorado y para la Formación del Profesorado en Materias Tecnológicas, una Research Assistanship de la Universidad de Northwestern, así como numerosos premios como el Premio Nacional de Investigación Leonardo Torres Quevedo, Premio Talgo a la Innovación Tecnológica, Premio de investigación del Consejo Social de la Universidad de Cantabria “Juan María Parés”, Premio Guerra Rubio, Accésit al Premio Nacional Fin de Carrera, Víctor de bronce al Mérito Profesional, Premio Entrecanales, Premio Extraordinario de Doctorado y Premio Proyecto Estrela, Figura en el libro de Personajes Ilustres» de la Universidad Politécnica de Madrid y en el Hall de la fama de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Madrid. Es Doctor Honoris Causa por la Universidad de Oviedo, la de Castilla-La Mancha, y la Católica de Valparaíso y le han sido concedidas las medallas de las Universidades de Castilla-La Mancha y Cantabria. Es el investigador español con mayor índice h en el área de Probabilidad y Estadística y el segundo en Ingeniería Civil. Es académico de Número de las Reales Academias de Ingeniería y de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales.