В 1956 году Федерико Майор завершил обучение в Мадридском университете Комплутенсе по специальности биохимия, а через два года защитил докторскую степень в области фармацевтики. Широкую известность ему принесли работы по обмену мозгового вещества у новорожденных.
В 30 лет Ф. Майор стал профессором биохимии в Фармацевтической школе Гранадского университета. С 1968 по 1972 годы Ф. Майор Сарагоса занимал пост ректора этого университета, а в 1973 году его назначили на должность профессора биохимии Мадридского университета Комплутенсе.
В 1974 году профессор Ф. Майор в качестве одного из соучредителей открыл Центр молекулярной биологии имени Северо Очоа при Мадридском автономном университете и Верховном совете по научным исследованиям.
Стремительный карьерный рост, известность в научных кругах и активная общественная деятельность привели Федерико Майора в политику.
В разные годы Федерико Майор занимал в органах законодательной и исполнительной власти различные должности, а именно: заместитель министра образования и науки в правительстве Испании (1974—1975), депутат Союза Демократического Центра от Гранадского округа в испанском парламенте (1977—1978), советник председателя правительства Испании (1977—1978), министр образования и науки (1981—1982), депутат Демократического и Социального центра при Европейском парламенте (1987).
Одним из ключевых постов в карьере Ф. Майора были должность заместителя генерального директора ЮНЕСКО (с 1978 года) и звание генерального директора ЮНЕСКО (с 1987 года).
С 1996 года Ф. Майор — член Комиссии по разработке Хартии Земли, окончательный вариант которой был принят в марте 2000 года на собрании Комиссии в Парижской штаб-квартире ЮНЕСКО. Как основатель и президент международного Фонда культуры мира, Федерико Майор способствует распространению Хартии Земли не только на уровне школ и университетов, но и на уровне городских властей, советов, парламентов и прочих представителей исполнительной власти.
Активно участвуя в разъяснениях смысла Хартии Земли, Федерико Майор выступает за поиск новых путей развития на Земле, за гармоничное совмещение культурного своеобразия с тенденциями тотальной глобализации; за направленнность на развитие духовных ценностей человека, а не только удовлетворение материальных потребностей; за обеспечение гарантий прав и свобод человека; за достижение экономической справедливости.
Формулируя миссию ЮНЕСКО, он акцентировал прежде всего права человека, мирное сосуществование и толерантность во имя мира.
ЮНЕСКО под руководством Федерико Майора создаёт программу Культура мира, которая включает пять основных разделов: образование ради мира, права человека и демократия, борьба против изоляции и бедности, защита культурного разнообразия и межкультурный диалог, а также предотвращение конфликтов и укрепление мира. Эти вопросы стали основными на многих международных встречах и конференциях по темам педагогики ненасилия, искоренения дискриминации и поддержки плюрализма и международного сотрудничества. Результатами таких мероприятий стали около 30 деклараций, в которых закреплялась необходимость поддержки просвещения, взаимной интеграции культур, развития науки, совершенствования правовой системы.
10 ноября 1998 года Генеральная Ассамблея ООН провозгласила период с 2001 по 2010 гг. Международным десятилетием культуры мира и ненасилия в интересах детей планеты, а 13 сентября 1999 года приняла Декларацию и Программу действий по Культуре мира. Эти документы включили в своё содержание то, к чему призывал Федерико Майор.
В декабре 2002 Федерико Майор был назначен на должность Председателя Экспертной группы Европейского исследовательского совета (ERCEG). В 2005 году он стал одним из сопредседателей Группы высокого уровня Альянса цивилизаций при Генеральном Секретаре ООН.
В настоящее время Федерико Майор Сарагоса является членом Почетного Совета Международной Коалиции Десятилетия Культуры мира и Ненасилия, Почетным председателем Академии Мира (фр. Acad?mie de la Paix) и Президентом Фонда культуры мира.
В каталоге Немецкой национальной библиотеки приводится более двадцати публикаций Федерико Майора с 1967 по 2008 годы — книги, письма, речи, выступления (на немецком, английском, испанском и французском языках), некоторые из них в соавторстве, например, с Кофи Аннаном «Письма будущим поколениям» (англ. Letters to future generations), с Мариу Суаришем «Европа как маяк ?» (нем. Europa als Leuchtturm?).
В своих статьях Федерико Майор постоянно подчёркивает важность демократической многосторонности.
Помимо многочисленных научных публикаций, Майор издал четыре книги стихов: «A contraviento» («Против ветра», 1985), «Aguafuertes» («Гравюры», 1991), «El fuego y la esperanza» («Пламя и надежда», 1996) и «Terral» («Береговой ветер», 1997), а также несколько сборников сочинений, в том числе «Un mundo nuevo» («Новый мир», на английском — «Грядущий мир: Создание нашего будущего», 1999), «Los nudos gordianos» («Гордиевы узлы», 1999), «Ma?ana siempre es tarde» («Завтра всегда опаздывает», 1987), «La nueva p?gina» («Новая страница», 1994), «Memoria del futuro» («Воспоминания будущего», 1994), «La paix demain?» («Завтрашний мир?», 1995), «Science and Power» («Наука и Власть», 1995) и «Un id?al en action» («Идеал деятельности», 1996).
Федерико Майор был генеральным директором ЮНЕСКО двенадцать лет — с 1987 по 1999 годы.
26-го мая 1988 года Ф. Майор направляет на бланке ЮНЕСКО письмо Й. К. Б. Киршу (англ. J. C. B. Kirsch), президенту «Музыка-Магна» (англ. Musica Magna International), в котором выражает свою поддержку нового культурного проекта, созданного за несколько лет до основания в Берлине первой в истории международной Дельфийской организации.
18-го апреля 1997 года патронат ЮНЕСКО по решению генерального директора был предоставлен второму Всемирному Дельфийскому конгрессу (англ. Second World Delphic Congress), который проходил в Тбилиси/ Грузия одновременно с первыми Международными молодёжными Дельфийскими играми .
Обязанности генерального директора ЮНЕСКО Федерико Майор Сарагоса выполнял два срока подряд, однако идти на третий добровольно отказался, чтобы посвятить себя с 1999 года созданию Фонда культуры мира (исп. Fundaci?n Cultura de Paz), который был основан в марте 2000 года в Мадриде.
Возглавляя Фонд культуры мира, Ф. Майор продолжает выполнять задачу, к которой приступил ещё на посту Генерального Директора ЮНЕСКО: содействие переходу от культуры принуждения и насилия к культуре мира и толерантности. Ежегодно Фонд совместно с Мадридским Университетом Хуана Карлоса I, проводит курс Культуры мира, программа которого включает темы демократии, прав человека и происхождения конфликтов. В декабре 2000 г. Фонд организовал международную конференцию, которую посетили видные деятели в борьбе за правосудие, свободу и мир. В заключение конференции была единогласно принята Мадридская Декларация.