Работал в Кяте при дворе хорезмшаха Мухаммада, в Гургане при дворе князя Кабуса ибн Вушмагира, в Ал-БируниГургандже, в Хорезме при дворе хорезмшаха Ма'муна и с 1017 г., после захвата Хорезма султаном Махмудом Газневидом - в Газни. Участвовал в походах султана Махмуда в Индию, где прожил несколько лет. Писал на арабском языке. Автор ок. 150 трудов (до нас дошло ок. 1/5 части), посвященных астрономии, астрологии, геодезии, математике, географии, минералогии, физике, фармакологии, философии, истории, этнографии, филологии; среди них - 62 работы по астрономии/астрологии (в т.ч. 23 - чисто астрологических). В астрономии ал-Бируни придерживался геоцентрической системы мира Птолемея, однако с позиций математики признавал возможность движения Земли вокруг Солнца. Детально разработал метод определения географической долготы по наблюдению лунных затмений из двух точек, впервые построил глобус Земли, определил величину Земли по наблюдению понижения горизонта, составил тригонометрические таблицы, вывел правило квадратичного интерполирования, ввёл в научный обиход метод определения минералов по их удельным весам. Труды ал-Бируни содержат ценнейшие сведения по истории этнографии народов Средней Азии, Индии и стран Ближнего и Среднего Востока. Ал-Бируни описал календари арабов, персов, греков и других народов. Ортодоксальные исламские воззрения сочетались у ал-Бируни с зороастрийским влиянием и естественнонаучным подходом к познанию природы: наука, по ал-Бируни, должна опираться прежде всего на опыт и наблюдения. Ал-Бируни высказывал идеи цикличности исторического процесса. Среди астролого-астрономических работ ал-Бируни - "Канон Ма`суда по астрономии и звёздам" (1030), "Книга вразумления начаткам науки (искусства) о звёздах", "Книга ключей науки астрономии [о том], что происходит на поверхности сферы", трактаты об астролябии, "Доказательство небесного влияния на земные события". Наиболее популярной из этих работ является "Книга вразумления...", которая представляет собой учебник астрологии, построенный в форме 530 вопросов и ответов на них. Помимо астрологии, здесь излагаются те сведения из математики, астрономии, хронологии и географии, знание которых необходимо астрологу. Оригинальная рукопись этого сочинения хранится в Британском музее.
Об астрологическом искусстве ал-Бируни уже при его жизни ходили легенды. Согласно одной из них, султан Махмуд Газневид, чтобы испытать искусство ал-Бируни, приказал ему определить, через какую из четырёх дверей он сейчас выйдет. Ал-Бируни попросил астролябию, вычислил высоту Солнца, начертил гороскоп, написал ответ на листке бумаги и на глазах султана положил его под ковер. Султан тут же приказал прорубить пятую дверь в восточной стене и вышел. Вернувшись и вынув листок из-под ковра, султан прочел: "Не выйдет ни в одну из этих четырёх дверей. В восточной стене пробьют ещё одну дверь, и он через неё выйдет". Уличённый в подстроенной ловушке султан приказал выбросить ал-Бируни в окно (комната была в верхнем этаже). Так и сделали, но на уровне средней крыши был натянут тент, погасивший скорость падения. Когда ал-Бируни вновь привели к султану, тот воскликнул: "Но этого путешествия ты ведь не предвидел!" "Предвидел", - ответил ал-Бируни и попросил принести собственный гороскоп. В предсказании на этот день стояло: "Меня сбросят с высокого места, однако я невредимым достигну земли и встану здоровым". Султан ещё более разгневался и приказал заточить ал-Бируни в крепость, где тот и просидел полгода.