Действительный член (1987), член-корреспондент (1984) АН СССР, доктор геолого-минералогических наук (1970), профессор (1973).

Окончил Ленинградский горный институт им. Г. В. Плеханова (1957). Работал в геологии всю жизнь: прошел путь от начальника партии в Алтайской геолого-съемочной экспедиции (1957–1960) до директора Института геологии и геофизики (с 1988 г.), председателя Сибирского отделения РАН, вице-президента РАН (1997–2008).

При активном участии Н. Л. Добрецова и институтов СО РАН была разработана и утверждена Правительством РФ «Стратегия экономического развития Сибири» (2002). В 2006 г. подготовлена ее обновленная редакция, а также концепция Федеральной целевой программы социально-экономического развития Сибири.

Вел большую научно-организационную работу в составе Совета по науке и высоким технологиям при Президенте РФ (с 2001), Национального комитета по Международной геосферно-биосферной программе, других научных советов, редколлегий научных журналов.

Первый вице-президент (2000–2002), президент (2002–2004), почетный президент (с 2004) Ассоциации академий наук Азии. Иностранный член ряда зарубежных академий наук, почетный доктор ряда зарубежных и российских университетов.

Под его руководством сложилась получившая мировую известность научная школа «Глобальная геодинамика и корреляция геологических процессов эволюции Земли». Это большое интеграционное направление объединило усилия специалистов по тектонике, геологии, метаморфизму, компьютерному моделированию и другим направлениям.

Потомственный геолог, ученый с мировым именем, выдающийся специалист по глобальной тектонике и эволюции планетарных геологических процессов Николай Леонтьевич Добрецов всегда придавал большое значение геологическим экспедициям, часто повторяя, что для геолога они служат главным источником получения новой информации, без которой проведение полноценных исследований невозможно.

За всю свою жизнь академик Добрецов провел 67 полевых сезонов в более чем 30 странах мира. Большую часть жизни он посвятил изучению Сибири. Также проводил исследования в Казахстане, Киргизии, Таджикистане, на Урале, Кипре, Кубе, в Индии, Иране, Пакистане, Таиланде, Омане, Малайзии, Японии, Албании и Китае. Участвовал в экспедициях научно-исследовательских судов в Тихом и Атлантическом океанах, опускался на дно озера Байкал и Атлантического океана (на глубину 5050 метров).

Н. Л. Добрецов — автор и соавтор более 780 научных публикаций, в том числе 48 монографий. Член редколлегий ряда научных журналов, инициатор издания и главный редактор научно-популярного журнала «Наука из первых рук».