伊利亚·罗曼诺维奇·普里戈金1917年1月25日出生于俄罗斯莫斯科一个富裕犹太家庭，父亲是化学工程师。1921年全家为躲避苏联革命，先到立陶宛，再到德国，1929年定居比利时布鲁塞尔。他在布鲁塞尔自由大学学习化学，1941年获博士学位，1950年起任该校教授。

普里戈金早期研究非平衡热力学。经典热力学主要处理平衡态和近平衡态过程，而普里戈金将研究拓展到远离平衡态的非线性区域。1945年他提出了最小熵产生定理，描述近平衡态系统的稳定性。1967年，他提出了耗散结构(dissipative structure)的核心概念：当系统远离热力学平衡态且达到某个非线性临界点时，系统可以通过与外界的能量/物质交换，自发地从无序状态跃迁到有序状态。这种有序结构的维持需要持续的能量耗散，因此称为耗散结构。

耗散结构理论的意义在于它为理解生命现象提供了物理学基础。生命体就是典型的耗散结构：通过持续摄入负熵（食物、能量），维持高度有序的结构，同时向环境释放正熵。这解决了生命为何不违反热力学第二定律的经典问题。该理论被广泛应用于化学振荡（如BZ反应）、生物形态发生、生态系统、城市系统、经济系统等。

普里戈金因此独获1977年诺贝尔化学奖。他1967年到美国得克萨斯大学奥斯汀分校创建了统计力学与热力学研究中心。他与斯唐热合著的《从混沌到有序》《确定性的终结》在知识界影响巨大，提出时间之矢的哲学思想。

普里戈金获得了53个荣誉博士学位，是60多个科学院的院士。2003年5月28日在比利时布鲁塞尔逝世，享年86岁。