Hans-Otto Pörtner studierte Biologie und Chemie an der Universität Münster, promovierte und habilitierte sich in Tierphysiologie an den Universitäten Münster und Düsseldorf. Bevor er Leiter der Abteilung Integrative Ökophysiologie am Alfred-Wegener-Institut wurde, arbeitete er an den Universitäten Dalhousie und Acadia in Kanada sowie der Lovelace Medical Foundation in den USA. Im Oktober 2015 wurde er zum Co-Vorsitzenden der IPCC-Arbeitsgruppe „Auswirkungen des Klimawandels, Anpassungen und Verwundbarkeit“ gewählt. Er trug Mitverantwortung für die drei Sonderberichte des IPCC zu 1.5°C, Land sowie Ozean und Kryosphäre, die zwischen Oktober 2018 und September 2019 verabschiedet wurden. Darüber hinaus ist er Mitglied der Europäischen Akademie der Wissenschaften. Nach einer Analyse durch Clarivate Analytics (Web of Science) ist er „highly cited researcher“ 2018 und 2019. Er ist WBGU-Mitglied seit 2020.