1982年欧阳明高从长沙铁道学院毕业，获学士学位；1984年大连铁道学院硕士毕业后进入大连交通大学任教；1988年前往丹麦技术大学攻读博士学位；1993年从丹麦技术大学博士毕业后进入清华大学从事博士后研究；1995年博士后出站后，留在清华大学任教，先后担任副教授、教授、博士生导师；1998年担任清华大学汽车工程系发动机教研室主任；1999年担任清华大学汽车安全与节能国家重点实验室主任；2001年担任清华大学汽车工程系主任；2004年11月加入中国民主同盟；2008年担任清华大学学术委员会副主任；2017年当选中国科学院技术科学部院士。
欧阳明高的主要研究领域为节能与新能源汽车动力系统。