Tvorac teorije ledenih doba i autor najpreciznijeg kalendara.

Pohađao je Bečki tehnološki institut, gde je diplomirao građevinu 1902. i stekao doktorat iz tehničkih nauka 1904, čime je postao prvi srpski doktor tehničkih nauka. Kasnije je radio u tada čuvenoj firmi Adolfa Barona Pitela „Betonbau-Unternehmung“ u Beču i gradio brane, mostove, vijadukte, akvadukte i druge građevine od ojačanog betona. Godine 1909. prelazi na katedru primenjene matematike na Beogradskom univerzitetu i odlučuje da se koncentriše na fundamentalna istraživanja. Po izbijanju Prvog svetskog rata 1914. austrougarska vojska je internirala Milankovića u Mađarsku, gde su se njegova interesovanja usmerila ka proučavanju solarne klime i planetarnih temperatura. Do kraja rata je završio monografiju pod naslovom „Matematička teorija termičkih fenomena uzrokovanih sunčevim zračenjima“. Predložio je reformu gregorijanskog i julijanskog kalendara, koja je vodila izgradnji jedinstvenog, do sada najpreciznijeg kalendara (Milankovićev kalendar) i koja je prihvaćena na Svepravoslavnom kongresu u Carigradu 1923. godine, ali nikada nije zaživela u praksi. Pred sam početak Drugog svetskog rata u Jugoslaviji 1941. završeno je štampanje njegovog najznačajnijeg dela „Kanon osunčavanja zemlje i njegova primena na problem ledenih doba“. Osnivač je katedre za nebesku mehaniku na Beogradskom univerzitetu i svetski uvažavan naučnik, poznat po teoriji ledenih doba, koja povezuje varijacije zemljine orbite i dugoročne klimatske promene. Ova teorija je poznata pod imenom „Milankovićevi ciklusi“.