Dopo studi classici, si è laureato in Lettere Moderne presso l’Università di Bologna nel 1968, e in questo Ateneo, dopo la Specializzazione in Storia dell’Arte (1972), ha iniziato la carriera accademica. È ordinario di Storia dell’Arte Moderna presso il Politecnico di Milano. Storico dell’arte moderna e contemporanea, nel corso degli anni ha indirizzato, in particolare, le proprie ricerche all’indagine della linea introspettiva che caratterizza l’arte occidentale, ricerche ampliatesi nello studio del confronto con le altre tradizioni figurative (ebraica, islamica, indiana, cinese, giapponese...). Su questi temi ha organizzato molte mostre e pubblicato numerosi volumi, quali Lorenzo Lotto e la nascita della psicologia moderna (1975 e 1980); Europa, America ; l’astrazione determinata (1976); Primitivismo e Cubismo (1977); La Politica dell’Arte (1979); Burri, la forma e l’informe (1979); Parola e Immagine (1979); Nuova Immagine (1980); Magico Primario (1982); Anni Trenta (1982); I Capolavori parlano. Cinque secoli di pittura moderna (1982); Anni Ottanta (1985); Sofonisba Anguissola e le sue sorelle (1987); La Pittura Contemporanea dal Romanticismo alla Pop Art (1987); Giuseppe Bazzani, l’opera completa (1988); Fede Galizia (1989); Tiziano (1990); Leonardo, Studi di Fisiognomica (1991); Storia della Fisiognomica. Arte e Psicologia da Leonardo a Freud (1995); L’Anima e il Volto, Ritratto e Fisiognomica da  Leonardo a Bacon (1998); La Storia dell’Arte raccontata da Flavio Caroli (2001); Le tre vie della pittura (2004); L’Arte della Libertà (2004); Arte d’Oriente, Arte d’Occidente (2006); Tutti i volti dell’Arte (2007); Il Volto di Gesù (2008); Dizionario enciclopedico dell’arte (a cura di) 2008, Il volto e l'anima della natura (Mondadori 2009), Il volto dell'amore (Mondadori 2011), La storia dell'arte (Mondadori Electa 2011).
Poiché ciò che non può essere teorizzato deve essere raccontato, ha anche incontrato due volte la letteratura, con Mayerling, amore mio! (1983) e Trentasette. Il mistero del genio adolescente (1996, 2007).

Fonti: Archivio Mondadori; Dipartimento BEST Politecnico di Milano