1964-ci ildə ADU-nun (indiki Bakı Dövlət Universiteti) kimya fakültəsinin fiziki-kimya ixtisasını bitirib. 1967-ci ildə «Etilbenzolun stirola əlaqəli dehidrogenləşməsi reaksiyasının öyrənilməsi» mövzusunda namizədlik, 1973-cü ildə isə «Praktiki cəhətdən mühüm karbohidrogenlər sırasının və onların törəmələrinin əlaqəli dehidrogenləşməsi və hidrogenoliz reaksiyalarının kinetikası və mexanizminin tədqiqi» mövzusunda doktorluq dissertasiyası müdafiə etmişdir. 1976-cı ildə «Fiziki kimya» ixtisası üzrə professor adına layiq görülmüşdür. Akad. T.M.Nağıyev «Bioimitasiya katalizi» sahəsində görkəmli alimdir. O, qarşılıqlı əlaqəli reaksiyaların interferensiyası haqqında konsepsiya irəli sürmüş, koherent sinxronlaşmış kimyəvi və biokimyəvi reaksiyaların makrokinetik nəzəriyyəsinin müəllifidir. T.M.Nağıyevin fundamental elmi nailiyyətləri sırasında onun təklif etdiyi yeni müvafiq kinetik parametrli asılı elementar reaksiyalar mühüm yer tutur. Hidrogen-peroksidlə induksiya olunmuş yeni sərbəst radikallı reaksiyalar-atmosfer azotunun oksidləşdirici fiksasiyası, alkanların və alkenlərin qoşma dehidrogenləşməsi, epoksidləşməsi, hidroksidləşməsi və metanın metanola, folmaldehidə və hidrogentərkibli qaza oksidləşməsi reaksiyaları geniş tanınır. Kimyəvi və bioloji sistemlərdə enerjinin akkumulyasiyası prinsipinin işlənib hazırlanması yönündə əhəmiyyətli işlər görülmüşdür. Hazırda onun rəhbərliyi ilə yeni analitik sistemlər olan biomimetik sensorların yaradılmasının elmi prinsipləri uğurla işlənib hazırlanır. Onun apardığı elmi tədqiqatlar 550 əsər, 33 müəlliflik şəhadətnaməsi, 12 patentdə öz əksini tapmışdır. Onun rəhbərliyi ilə 20 elmlər namizədi hazırlanmışdır. 2004-cü ildə «Şöhrət ordeni» ilə, 2014-cü ildə isə «Dövlət mükafatı» laureatı adına layiq görülmüşdür. Akad. T.M.Nağıyev Azərbaycan Respublikası Ensiklopediyası Elmi Mərkəzinin direktorudur.