Ο Λέων γεννήθηκε το 790 στη Θεσσαλία, μεγάλωσε όμως στην Άνδρο. Αφού ολοκλήρωσε τη βασική εκπαίδευση, πήγε στην Κωνσταντινούπολη για να διδαχθεί γραμματική και ποίηση. Καθώς όμως το πάθος του ήταν οι θετικές επιστήμες, γύρισε στο νησί του και εκεί, υπό την καθοδήγηση ενός μοναχού-δασκάλου, έμαθε ρητορική, μαθηματικά και αστρονομία. Γύριζε τις βιβλιοθήκες των μοναστηριών για να μάθει όσα περισσότερα πράγματα μπορούσε και γρήγορα έγινε από τους καλύτερους της εποχής του. Το 835 γύρισε στην Κωνσταντινούπολη και έκανε ιδιαίτερα μαθήματα.
Ως τότε ο Λέων ήταν άγνωστος και ζούσε φτωχικά. Η τύχη όμως είχε άλλα σχέδια ...'όταν ο χαλίφης Αλ Μαμούν εντυπωσιάστηκε πολύ από τις μαθηματικές γνώσεις του και έγραψε στον αυτοκράτορα Θεόφιλο, προσφέροντας του αιώνια ειρήνη και τεράστιες ποσότητες χρυσού σε αντάλλαγμα την αποστολή του Λέοντα στη Βαγδάτη. Ο Θεόφιλος όμως αρνήθηκε. Αντίθετα διόρισε τον Λέοντα δημόσιο διδάσκαλο και του παραχώρησε το ναό των Αγίων Σαράντα, όπου γίνονταν δωρεάν επιστημονικές διαλέξεις. Στο νέο κρατικό «παιδευτήριον της σοφίας» ,το «Πανδιδακτήριον» ,συρρέουν χιλιάδες φοιτητές δωρεάν και παρακολουθούν τα μαθήματα που παραδίδει ο Λέων (μαθηματικά – άλγεβρα και γεωμετρία – αστρονομία και μουσική), η «τετρακτίς» των Βυζαντινών.
Μαθητές του ήταν μεγάλα ονόματα της «Μακεδονικής Αναγέννησης» (867 – 1081), όπως ο Μέγας Φώτιος, οι Κύριλλος και Μεθόδιος, ο αστρονόμος Θεοδήγιος .
Το έργο του Λέοντος ως μαθηματικού – αστρονόμου αλλά και μηχανικού ήταν πολυτιμότατο. Πρώτος παγκοσμίως εισήγαγε τα γράμματα αντί των αριθμών τόσο στη θεωρητική αριθμητική όσο και στην άλγεβρα (π.χ. στις εξισώσεις)
Διέσωσε όλα τα συγγράμματα μεγάλων αρχαίων Ελλήνων επιστημόνων, του μεγάλου Ευκλείδη – με ερμηνευτικά σχόλια του ιδίου, χρησιμοποιημένα κατόπιν στη Δύση – του Αρχιμήδη και του Πτολεμαίου. Δυστυχώς από το μεγάλο συγγραφικό του έργο δεν σώζεται τίποτα, με την εξαίρεση των σχολίων του Ευκλείδη, λόγω του θρησκευτικού φανατισμού κάποιων εικονολατρών, που μετά την επικράτηση της λατρείας των εικόνων, «εξαφάνισαν» τα έργα του εικονομάχου επιστήμονα, μετά το θάνατό του.
Πιο γνωστός ,όμως, για την τελειοποίηση του αρχαίου συστήματος τηλεπικοινωνίας, του οπτικού τηλέγραφου.
Ως γνωστόν φρυκτωρικούς πύργους χρησιμοποιούσαν οι άνθρωποι από την αρχαιότητα για να προειδοποιούν για επικείμενες επιδρομές. Οι «αλυσίδες», όμως, των φρυκτωριών είχαν μήκος μόνο μερικών δεκάδων χιλιομέτρων. Ο Λέων δημιούργησε μία αλυσίδα μόλις επτά πύργων – σταθμών, μήκους περίπου δύο χιλιάδων χιλιομέτρων (!) από την Κωνσταντινούπολη ως την Ταρσό της Κιλικίας, τους οποίους και έκτισε στις ψηλότερες κορυφές των οροσειρών που μεσολαβούσαν μεταξύ των δύο πόλεων, ώστε η φωτιά τους να είναι ορατή από εκατοντάδες χιλιόμετρα μακριά. Το σύστημα μετέδιδε όχι ένα αλλά δώδεκα διαφορετικά μηνύματα (όπως επιδρομή, νίκη ή ήττα, υποχώρηση του εχθρού, πυρκαγιά, σεισμό ή πλημμύρα κ.α.). αυτό ήταν δυνατό χάρη σε δύο τέλεια συγχρονισμένα μηχανικά ρολόγια (τα πρώτα μηχανικά ρολόγια στην ιστορία!) τοποθετημένα στα δύο άκρα της φρυκτωρικής αλυσίδας, που λειτουργούσαν με βάση μία διαίρεση της ημέρας σε σταθερές ώρες με αντίστοιχα συμφωνημένα 12 μηνύματα.
Με το παραπάνω σύστημα, το αυτοκρατορικό επιτελείο στην Κωνσταντινούπολη μπορούσε να πληροφορηθεί για το τι συνέβαινε στο καίριας σημασίας ανατολικό μεθοριακό μέτωπο από μία έως το πολύ έντεκα ώρες! Αυτή η ταχύτητα μετάδοσης μηνυμάτων σε μεγάλες αποστάσεις ξεπεράστηκε μόλις το 19ο αιώνα με την ανακάλυψη του τηλέγραφου! Δυστυχώς, το σύστημα λειτούργησε για πολύ λίγο γιατί, όταν οι Άραβες κατέλαβαν την Ταρσό μερικές δεκαετίες αργότερα, κατέστρεψαν και το μηχανικό ρολόι της πόλης.
Τέλος, ο Λέων, βαθύς γνώστης της αλεξανδρινής τεχνολογίας, δημιούργησε διάφορα «αυτόματα» μεταλλικά αντικείμενα για τα βυζαντινά ανάκτορα, αξιοποιώντας την υδροστατική και αεροστατική πίεση. Έτσι, κατασκεύασε και τοποθέτησε στην αίθουσα του θρόνου, , έναν επιχρυσωμένο πλάτανο που στα κλαδιά του κουνούσαν τα φτερά τους και κελαηδούσαν χρυσά πουλιά, ενώ στην κορυφή του ένας αυτόματος χρυσός άγγελος έπαιζε σάλπιγγα. Κάτω το δένδρο ολόχρυσοι αυτόματοι οινοχόοι κερνούσαν κρασί τους καλεσμένους του αυτοκράτορα! Στη μαρμάρινη βάση του θρόνου, ορειχάλκινα επιχρυσωμένα λιοντάρια, όποτε κάποιος πλησίαζε το θρόνο, σηκώνονταν όρθια, άνοιγαν το στόμα και βρυχιόνταν! Παρόμοια μηχανήματα είχε κατασκευάσει ο Ήρων ο Αλεξανδρεύς για τους Πτολεμαίους.
Το πιο εντυπωσιακό επίτευγμα του Λέοντος στον τομέα του αυτοματισμού υπήρξε το «μηχανικόν σάρωθρον», δηλαδή μια μηχανική χελώνη που καθάριζε τους δρόμους της Βασιλεύουσας, ίσως χρήσιμη και για τους σύγχρονους οδοκαθαριστές!
Λέγεται ότι είπε (ο Λέων) σε κάποιο φίλο του, πως τη γραμματική την έμαθε όταν έμενε στην Κωνσταντινούπολη, τη δε ρητορική και τη (φυσική) φιλοσοφία και τη γνώση των αριθμών, την απέκτησε όταν ήρθε στην Άνδρο. Διότι εκεί, αφού συνάντησε κάποιον σοφό μοναχό και διδάχθηκε απ’ αυτόν κάποιες θεμελιώδεις γνώσεις, επειδή η ποσότητα της γνώσης που βρήκε δεν τον ικανοποίησε, άρχισε να τριγυρίζει στα μοναστήρια και ερευνούσε τα βιβλία που υπήρχαν και προσπαθούσε να τα αποκτήσει. Ανέβαινε κατόπιν στις κορυφές των βουνών και, με μεγάλη προσοχή, αφού εμβάθυνε στη μελέτη των βιβλίων, ανυψωνόταν κατ’ αυτόν τον τρόπο στο ύψος της γνώσης. Όταν χόρτασε πλέον να μαθαίνει, επέστρεψε στη Βασιλεύουσα και άρχισε να σπέρνει τα σπέρματα των επιστημών στη σκέψη όσων επιθυμούσαν».
