Antoni Lloret i Orriols neix a Barcelona el 13 de maig del 1935. Estudia al Liceu Francès, on coincideixen els fills d'una bona part de les famílies més progressistes de l'època. Es llicencia en Física l'any 1959 a la Facultat de Ciències de la Universitat de Barcelona.

S'interessa per la recerca científica i sol·licita treballar en el laboratori de l'École Polytechnique de París, que es dedica a la recerca de l'energia nuclear de les altes energies, és a dir, dels constituents de la matèria. Gràcies a una beca del govern francès, l'any 1960 Antoni Lloret ingressa al Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) per treballar com a investigador al laboratori de física del professor Leprince-Ringuet. Es doctora en Ciències Físiques l'any 1963 a la Universitat de Barcelona i posteriorment, l'any 1964, obté el grau de docteur és-Sciences Physiques per la Universitat de París.

Des del 1969 fins al 1974 treballa al Centre de Recherches Nucléaires d'Estrasburg i, des del 1974 fins al 1976, al CERN de Ginebra. Després de ser nomenat Director de Recerca del Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Antoni Lloret funda amb altres investigadors un laboratori dedicat a la síntesi de nous semiconductors utilitzables per a convertir la radiació solar en electricitat (energia fotovoltaica). La seva intenció és d'efectuar un canvi profund de camp de recerca per tal d'apropar-se a la societat i incidir de manera més immediata en les necessitats actuals. Segons el mateix autor, la vida d'un científic molt fàcilment pot caure en un aïllament social fins a arribar a desconnectar totalment la seva feina de les preocupacions socials del seu temps. Com el mateix autor reconeix, bona part de les experiències viscudes durant aquests anys han quedat reflectides a la seva novel·la Micmac (1993), en la qual "pràcticament tot és veritat, menys l'assassinat".

Endut pel desig de participar cada vegada de més a prop en els problemes de la societat, l'any 1990 proposa integrar el sistema fotovoltaic en els edificis, tot i connectant el sistema a la xarxa. L'any 1992 obté un contracte amb la Comissió Europea que li permet de realitzar la biblioteca pública Pompeu Fabra de Mataró, que, per les seves característiques, és el primer prototip mundial. L'èxit d'aquesta realització li permet crear un pol euroregional de recerca sobre els sistemes de conversió de l'energia solar (el PESCES). També cal destacar la descoberta de la partícula g° i la primera detecció global dels radicals d'un plasma mitjançant la seva atrapada en una matriu d'argó sòlid.

Així mateix, els llibres d'Antoni Lloret de caràcter científic adreçats a un públic no especialitzat tenen com a objectiu trencar l'aïllament del científic. Quan l'any 1977 l'autor substitueix el terme de "llibre de divulgació" pel de Física Pop, la seva intenció és rebatejar uns escrits que tenien per finalitat fer arribar els coneixements científics a un públic ampli i, alhora, superar el desprestigi en el qual havien caigut aquestes publicacions divulgadores. Publica diversos llibres de divulgació científica per a infants, joves i adults, com ara Per què les coses són com són (1981), Petita història de la biblioteca Pompeu Fabra de Mataró (1996), El cafè Metropol (1999), premi Fundació Catalana per a la Recerca-literatura científica del 1999, i Una teulada fotovoltaica a l'Ajuntament (2001), entre d'altres.

Malgrat que la seva activitat professional ha tingut lloc majoritàriament fora del país, Antoni Lloret no ha deixat de mantenir un lligam amb Catalunya, desenvolupant diverses iniciatives per tal de recuperar i d'afavorir la creació d'una terminologia científica i tècnica en català, destacant el Diccionari de la ciència i la tecnologia nuclears (1979). Des del 1992 és membre corresponent de la Secció de ciències i tecnologia de l'Institut d'Estudis Catalans.

L'any 1995 rep el premi al millor treball de recerca presentat a la "13th European Photovoltaic Solar Energy Conference of Nice". Continua les seves recerques en el Laboratoire de Physique des Interfaces et des Couches Minces de l'École Polytechnique de Palaiseau (1996) i, a partir del desembre de 1997, en el Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes du CNRS de Tolosa. Al llarg de la seva trajectòria professional, ha sabut alternar el seu afany investigador amb la docència i ha impartit cursos en la Universitat de Madrid, la Universitat d'Estrasburg, i la Universitat Catalana d'Estiu de Prada del Conflent. Des del 1989 ha impartit diversos cursos de doctorat a la Universitat de Barcelona.

Antoni Lloret és membre del Consell Municipal de Medi Ambient i Sostenibilitat de Barcelona. L'any 2008 rep la Creu de Sant Jordi de la Generalitat de Catalunya.