Depuis une vingtaine d'années, il fait partie des meilleurs joueurs de la planète qui figurait plus de 300 semaines dans le top-10 mondial entre 2000 et 2009 (2eme joueur mondial en novembre 2008 son meilleur classement à ce jour).  En 73 tentatives, il n'avait jamais réussi à remporter un Majeur. En avril 2017 à 37 ans à sa 74e tentative, il tient enfin une première victoire en s'adjugeant le Masters, pour sa 19e participation, lors du premier trou de playoff contre l'Anglais Justin Rose . Souvent très bien placé dans les tournois du Grand Chelem depuis ses débuts en 1998 (23 fois dans le top-10 au classement final d'un Majeur, 13 fois dans le top-5, 4 fois 2eme et 2 fois 3eme), il n'avait jusqu'à là toujours pas réussi à s'y imposer. Il termina 2eme du British Open en 2007 et 2014 (4eme en 2015, 5eme en 2005, 2006 et 2015), 2eme de l'US PGA en 1999 et 2008 (3eme en 2006), 3eme de l'US Open en 2005 (5eme en 2016) et 4eme du Masters en 2004. Il est titulaire de la plus longue série de majeurs joués à la suite (71). Il était également le joueur ayant gagné le plus d'argent sans avoir remporté un Majeur (avant sa victoire au Masters) avec 45 millions $ en price-money.

Surnommé 'El Nino', il a été annoncé comme la future grande star du golf à cause de sa précocité (13e joueur mondial à 22 ans).

Vainqueur du British Amateur en 1998 (demi finaliste au US Amateur cette même année), champion d'Europe amateur en 1995 (à l'âge de 15 ans, un record de jeunesse), il a longtemps été le plus jeune joueur de l'histoire à avoir passé le cut dans un tournoi du Tour européen (l'Open Méditerranée en 1995); ce record a été battu en novembre 2008 pa Jason Hak au Hong Kong Open. Il s'est relevé au grand public en 1999 tout d'abord au Masters où il avait réussi le meilleur score en tant qu'amateur puis en terminant 2eme derrière Tiger Woods à l'US PGA en tant que professionnel. Vainqueur de 33 tournois incluant 11 sur le tour américain (rejoignant en mai 2016 son illustre compatriote Seve Ballesteros) dont le prestigieux tournoi "The Players" en mai 2008 (deuxième golfeur non-américain à remporter ce tournoi), le Buick Classic en 2001 et 2004, le Byron Nelson Classic en 2004 et  2016, le Wyndham Championship en 2012 et le Sanderson Farms Championship en 2020 ainsi que 16 sur le tour européen dont le Castello Masters fin octobre 2011 (après trois ans de disette) avec 11 coups d'avance, un exploit ! Seuls Tiger Woods (15 coups d'avance à l'US Open en 2000) et le Sud-Africain Ernie Els (13 coups à l'Open d'Asie en 2005) ont fait mieux. Parmi ses autres succès européens : l'Open d'Irlande en 1999, le German Masters en 1999, le Trophée Lancôme en 2001, l'European Masters en 2005, l'Andalucia Masters en 2011, 2017 et 2018, l'Omega Dubai Desert Classic en 2017 et l'Open des Pays-Bas en 2019. Il a rejoint LIV golf (le circuit dissident) en 2022 et remporte son premier succès en juillet 2024 chez lui à Valderrama en Andalucie.

Il s'est également cinq fois imposé sur le tout d'Asie, la dernière fois fin 2015 au Ho Tram Open.

Membre indispensble de l'équipe européenne de la RYDER CUP dont il est l'un des piliers, victorieuse en 2002, 2004, 2006, 2012, 2014 et 2018 (11 sélections au total entre 1999 et 2021). Il fut le plus jeune joueur à participer à cette prestigieuse compétition à 19 ans en 1999 (toujours un record de jeunesse). En 2004, il est entré dans le cercle fermé des six joueurs à avoir rapporté 4,5 pts sur 5 possibles. En 2018, il est devenu le joueur européen ayant marqué le plus de points dans cette compétition avec 25,5 pts en 41 matches (soit un demi-point de plus que l'ancien record détenu par Sir Nick Faldo depuis 1997. En 2021, il a encore inscrit 3 points en 4 matches, l'un des meilleurs bilans de l'équipe européenne néanmoins vaincue par les Américains. Désormais, il est le recordman européen des points marqués et des matches gagnés : 28,5 pts en 45 matches !

En 2001, il est devenu le plus jeune golfeur de l'histoire à avoir gagné 5 millions $ de gains. De 1995 à 2003, il a été le plus jeune joueur à avoir passé le cut dans un tournoi du Tour Européen (15 ans et 45 jours en 1995 au Turespana Open Mediterrania).

Elu "Rookie de l'année sur le Tour européen" en 1999 (deuxième joueur espagnol à recevoir cette distinction après Olazabal en 1986) et 'Meilleur joueur de l'année' sur le Tour européen en 2017. Lauréat du Vardon Trophy en 2008, une première pour un joueur espagnol, il est aussi le deuxième golfeur européen à recevoir ce trophée très convoité après Harry Cooper en 1938.

Encore une fois deuxième joueur mondial en 2009, il était tombé à la 84eme place en mars 2011 après avoir passé deux années de disette à cause d'une rupture sentimentale en mars 2009 avec la fille du grand golfeur australien Greg Norman . Il était également lié avec la joueuse de tennis Martina Hingis.