Joaquim Marçalo nasceu em Lisboa, Portugal, em 1957. Licenciou-se em engenharia química em 1980 na Universidade Técnica de Lisboa (IST – Instituto Superior Técnico). Passou então a integrar o Laboratório Nuclear Português (mais tarde ITN) como assistente de investigação, trabalhando em radioquímica e química de actinídeos. Obteve o grau de doutor em química em 1990 no IST com trabalho em química de coordenação e organometálica de lantanídeos e actinídeos, desenvolvido no ITN sob a supervisão do Doutor António Pires de Matos. Prosseguiu a sua carreira no ITN, primeiro como investigador auxiliar (1991-2005) e mais tarde como investigador principal (2006-presente). Até ao final de 2019, foi membro do Grupo de Química dos Elementos-f do C2TN do IST, onde o ITN foi integrado em 2012. Desde Janeiro de 2020 é membro do Grupo de Arquiteturas Inorgânicas e Organometálicas, Reatividade e Catálise (IOARC) do Centro de Química Estrutural (CQE) do IST. Em 1991 iniciou uma nova linha de investigação em química em fase gasosa de lantanídeos e actinídeos (usando técnicas de espectrometria de massa) que continua a ser o seu principal interesse de investigação. Tem outros interesses de investigação na área da química de coordenação e organometálica dos elementos-f e na da química dos gases nobres.