Michel Pastoureau est le petit-cousin de Claude Lévi-Strauss, le fils d'Henri Pastoureau, proche des surréalistes et le neveu d'Henri Dubief (historien) ; archiviste paléographe, sa thèse de l'École des chartes, soutenue en 1972, porte sur le bestiaire héraldique du Moyen Âge. Le sujet est alors considéré comme peu porteur : l'héraldique passait alors pour une discipline archaïque, et les animaux pour un sujet puéril qui n'intéressait pas les historiens.
Il est historien, et directeur d'études à l'École pratique des hautes études ({{nobr}}), où il occupe depuis 1983 la chaire d'histoire de la symbolique occidentale. Il a été élu le {{date-}} correspondant français de l'Académie des inscriptions et belles-lettres. Il est membre de l'Académie internationale d'héraldique et président de la Société française d'héraldique et de sigillographie.
Il a publié une quarantaine d'ouvrages, dont certains traduits dans plusieurs langues, consacrés à l'histoire des couleurs, des animaux et des symboles. Ses premiers travaux portaient sur l'histoire des emblèmes et les domaines qui s'y rattachent : héraldique, sigillographie et numismatique.
Le {{date-}}, il reçoit le prix Médicis essai pour son ouvrage Les Couleurs de nos souvenirs.
Après les Couleurs de nos souvenirs, Michel Pastoureau publie la même année un catalogue de {{nobr}}, Couleurs, pour inaugurer un rapport différent à la couleur, via l'image. Divisé en six parties, il passe en revue le blanc, le rouge, le noir, le vert, le bleu et le jaune. À chacune de ses couleurs correspond une cinquantaine de photographies qui en évoquent les valeurs et significations, sans aucune légende.
En juillet et aout 2015 il produit avec Mathilde Wagman l'émission "Les animaux aussi ont une histoire" sur France Culture qui a pour ambition de cheminer à travers de grands récits de l'histoire sociale, culturelle, religieuse et symbolique de notre civilisation afin de composer un petit bestiaire radiophonique enchanté