1935年6月25日，吴天一出生于新疆维吾尔自治区伊犁地区的一个塔吉克族知识分子家庭，原籍新疆维吾尔自治区塔什库尔干。

1951年，考入中国医科大学。

1956年，毕业于中国医科大学，毕业后吴天一与妻子随中国人民志愿军到朝鲜平壤医院工作了两年。

1958年，吴天一夫妇俩响应党中央支援大西北的号召来到青海，扎根高原。

1991年，青海省高原医学研究所建成了全国最大的高低压氧舱，吴天一成为第一个模拟试验者。

2001年，当选为中国工程院院士，他成为青海省地方科研院所里走出来的第一位中国工程院院士，同时也是塔吉克族的第一位院士。

2017年11月9日，获得第六届全国道德模范提名奖。

在青藏高原从事高原医学研究50余年。在人类高原适应学科领域，开拓了“藏族适应生理学”研究，并从整体、器官、细胞和分子几个水平上，提出了藏族已获得了“最佳高原适应性”的论点，这是长期“自然选择”遗传适应的结果，为人类低氧适应建立起一个理想的生物学模式，引起国际高度关注。曾对发生在青藏高原的各型急、慢性高原病从流行病学、病理生理学和临床学作了较系统的研究。所提出的慢性高山病量化诊断标准被国际高山医学协会接纳为国际标准并命名为“青海标准”并于2005年在国际上统一应用。在青藏铁路修建期间，作为铁道部高原医学专家组组长制定了一系列劳动保护和高原病防治措施，对保证五年14万筑路大军高原病零死亡起到了重要作用。

吴天一在人类高原适应学科领域，开拓了"藏族适应生理学"研究，通过对不同海拔和不同群体的大量对比，提出了机体对高原低氧适应依靠器官水平功能适应和细胞水平组织适应两种途径的论点。并从整体、器官、细胞和分子几个水平上，证明藏族对高原的适应与其它群体（如移居汉族及南美印第安人）有着差别，藏族具有最完善的氧传送系统和最有效的氧利用系统，这是长期"自然选择"遗传适应的结果，为人类低氧适应建立起一个理想的生物学模式，引起国际高度关注。在国内首次组织国际阿尼玛卿山学术登山队，获取大量高山生理学资料，获得国际贡献奖。对发生在青藏高原的各型急、慢性高原病从流行病学、病理生理学和临床医学作了较系统的研究。在国际上首先证实青藏高原存在Monge病。所提出的慢性高山病量化诊断标准被接纳为ISMM国际标准。提出了符合中国高原实情的高原病防治措施，取得良好实效。

1980年，为了全面掌握各种急慢性高原病，吴天一带队深入高海拔牧区调查牧民体质特征。从此，吴天一12年的科研工作都是在风雪严寒的高海拔缺氧环境中进行的。

牧民们散居，户与户之间离得很远，从这家帐篷到那家帐篷，调查队员常常要骑马走上好几十里地，在忍受高寒缺氧的同时，也要消耗大量体力。青藏高原夜晚的气温能达到零下30多摄氏度。吴天一和队员们住在单薄的帐房里，数日不能洗脸，煮熟的羊肉冻成冰坨子，用刀割下就着冰碴吃，渴了，就到牧民家讨碗茶喝。

为研究青藏高原藏族人群“高原低氧适应生理特征”这一主攻课题，精通英语、俄语、塔吉克语、汉语的吴天一，还学会了藏语。20多年的科研工作，吴天一走遍了青海、西藏、甘肃、四川4省区的大部分高海拔地区，诊治过上万名牧民群众，整理了大量的临床资料。藏族牧民亲切地称他为“马背上的好曼巴(好医生)”。

2001年，青藏铁路开建，高寒缺氧对铁路建设者的身体健康是一个严峻的考验，这是建设高原铁路的一大世界性难题，对高原医学提出了新的挑战。

吴天一多年的研究成果被立即运用于拯治青藏铁路建设者中的高原疾病上，他和同事们共同研制的抗缺氧药物、保健品发挥了作用，他主导开设的高原病科也为西进的建设者们提供了完善的抢救治疗环境，他撰写的《高原保健手册》和《高原疾病预防常识》被送到最前沿的施工者手中。他参与指导下，青藏铁路建设工程沿线建立了三级医疗机构，五年建设期间未发生一例因高原病死亡，创造了高原医学史上的奇迹。

亲临工地指导科学施工，他的汗水也渗进入一个个工程奇迹。原青藏铁路中铁二十局工地医院院长丁守全说，风火山隧道海拔4905米，没有吴天一，我们就不可能创新式地采取科学举措，解决施工人员缺氧难题，打通这一世界第一高隧就不可能如此顺利。

今天，坐在青藏铁路的列车上，一本吴天一主编的《青藏之旅健康行》又让广大旅游者在进入高原之前对自己身体有了科学了解和充分自信。

吴天一发表SCI论文118篇，专著6部。

获国家科技进步奖特等奖。获国家科技进步奖特等奖1项、二等奖4项、何梁何利奖、中国光华工程奖、军队“十一五”重大贡献奖等。1992年获国际高山医学学会（ISMM）授予“高原医学特殊贡献奖”，2010年获玻利维亚国家高原医学荣誉奖，2014年获吴阶平医学奖。

目前培养博士12名，博士后一名，军队领军人才5名。

高原之约应对缺氧考验

2008年 -吴天一

中国青藏高原的慢性高山病

2004年 -吴天一

高原低氧对人类的挑战-迎接2002国际高山年

2002年 -吴天一

高原人类群体研究及其重要性

2000年 -吴天一

高原世居藏族对急性低氧的生理反应

2000年 -吴天一

吴天一曾任中华医学会高原医学分会第五届、第六届主委，现为荣誉主委。吴天一为中国低氧生理学与高原医学专家，卫生部高原病研究重点实验室主任，科技部省部共建高原医学研究国家重点实验室主任，“973前期专项”专家组组长。美国科学进展学会会员，国际高山医学协会科学顾问，国际病理生理协会理事，国际肺血管病研究所研究员，挪威奥斯陆大学客座博导，中国高原医学杂志主编，美国High Alt. Med. Biol.编委。

中国科学技术协会第五届全国委员。

吴天一是我国低氧生理和高原医学的主要学术带头人。