Holden ble dr. philos. i 1985 på en avhandling om kvantemekanikk og ble ansatt på NTH året etter. Han ble utnevnt til professor ved NTNU i 1991. Han har hatt forskningsopphold ved New York University og California Institute of Technology. Han har vært leder for flere programstyrer i Norges forskningsråd. Han har vært visepresident i og tidligere president i .