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Calatrava è nato a Beninamet, nei pressi di Valencia, dove ha frequentato la Scuola di Architettura e la Scuola di Arti e Mestieri. Dopo la laurea, nel 1975, si è iscritto alla Scuola Politecnica Federale (ETH) di Zurigo per la laurea in Ingegneria Civile. In questi anni Calatrava subisce l'influenza dello svizzero Le Corbusier, la cui cappella Notre Dame du Haut gli permette di esaminare come le forme complesse possano essere comprese e generate in architettura. Nel 1981, dopo aver completato la tesi di dottorato "Sulla piegabilità delle strutture" ("Zur Faltbarkeit von Fachwerken"), ha iniziato l'attività professionale di architetto ed ingegnere aprendo uno studio a Zurigo.
Lo stile di Calatrava combina una concezione visuale dell'architettura all'interazione con i principi dell'ingegneria; i suoi lavori spesso sono ispirati alle forme ed alle strutture che si trovano in natura. Ha inoltre disegnato numerose stazioni ferroviarie.
Per quanto primariamente noto come architetto, Calatrava è anche scultore e pittore e sostiene che l'architettura sia un combinare tutte le arti in una sola.
Uno dei suoi progetti più recenti è un grattacielo residenziale composto da dodici case a schiera a forma di cubo impilate una sulla cima dell'altra. Le case a schiera salgono lungo un asse centrale secondo uno schema a scala in modo che ognuna di esse abbia il proprio tetto. Il design della townhouse in the sky ha attirato una clientela molto ricca, disposta a pagare la forte somma di trenta milioni di dollari americani per ogni cubo. Sarà costruito a New York nel quartiere finanziario di fronte all'East River.
Ha anche realizzato il progetto del Fordham Spire di Chicago, grattacielo non ancora costruito.
Calatrava ha inoltre progettato due dei tre ponti che attualmente attraversano il Trinity River di Dallas, Texas, mentre un terzo è in fase di disegno. Quando anche quest'ultimo sarà ultimato Dallas sarà l'unica città del mondo ad avere tre ponti di Calatrava, insieme a Reggio Emilia dove all'inizio del 2007 sono stati ultimati i tre viadotti lungo il nuovo asse attrezzato. Sempre a Reggio Emilia saranno realizzati la copertura del nuovo casello dell'autostrada A1 e la Stazione Mediopadana TAV.
Da architetto, si limita il più delle volte a produrre degli schizzi realizzati ad acquarello, sulla base dei quali il personale del suo studio sviluppa il progetto architettonico e strutturale. (Wikipedia)