Родился 28 ноября 1948 года в Мемфисе, США в семье владельца кинотеатра Ричарда Лайтмана и учительницы танцев Жанны Гарретсон. В 1970 окончил Принстонский университет с дипломом бакалавра по физике. В 1974 году получил диплом доктора философии по теоретической физике в Калифорнийском технологическом институте.
С 1974 по 1976 годы работал в области…
астрофизики в Корнелльском университете. Здесь же начал публиковать собственные стихи в небольших литературных журналах. С 1976 по 1979 годы занимал должность ассистента профессора в Гарварде. С 1979 по 1989 годы являлся сотрудником Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.
В 1981 году А. Лайтман начинает публиковать свои эссе, посвящённые науке и её гуманитарным аспектам. Его эссе публиковались в таких журналах как «Science 82», «The New Yorker», «Nature», «The New York Times» и др. В начале 90-х Лайтман начинает писать романы. Его первая книга «Сны Эйнштейна» (англ. «Einstein's Dreams», 1993) стала мировым бестселлером и легла в основу многих театральных постановок. Роман «Диагноз», вышедший в 2000 году, стал финалистом Национальной книжной премии США. Следующий роман, носящий название «Реюньон», также стал лауреатом ряда конкурсов. Его научно-популярная книга «Открытия: великие прорывы в XX веке науки» была признана одной из десяти лучших научных книг за 2005 год по версии журнала «Discover Magazine».
В 1989 году он был принят на должность профессора в области точных наук и литературы в Массачусетский технологический институт, став первым профессором этого института одновременно в области естественнонаучной и гуманитарной дисциплин. С 1991 по 1997 годы возглавлял в институте программу по литературе и гуманитарным исследованиям. Участвовал в создании так называемых коммуникативных требований, которые заключались во введении обязательных ежегодных курсов в области литературы для студентов. В 1995 году там же получил именную профессуру им. Джона Беркарда в области гуманитарных наук (John E. Burchard professor of humanities). В 2001 году выступил одним из создателей программы подготовки студентов по направлению научно-популярной литературы. В том же году ушёл с занимаемой должности профессора, чтобы уделять больше времени литературе, и стал адъюнкт-профессором.
Был членом жюри Пулитцеровской премии в 1994 и 2004 годах.
В 1999 году основал фонд Харпсвелла — организацию, целью которой является предоставление возможностей для достижения своих целей обездоленным молодым людям с упором на расширение прав и возможностей женщин-лидеров в развивающихся странах путём обеспечения их жильём и условиями для обучения.
