Eugénios-Mihail Antoniádis est né en 1870 à Constantinople. Dès 1888, il commença ses observations dans sa ville natale puis dans l'île de Prinkipo en mer de Marmara, avec une petite lunette de 75 mm et par la suite une autre de 108 mm. Il envoie régulièrement le résultat de ses recherches à Flammarion qui les publie dans la revue L'Astronomie. En 1893, il le rejoint en France et travaille dans son observatoire de Juvisy où il observe à l'aide de l'équatorial de 24 cm. Il contribue régulièrement au Bulletin de la Société astronomique de France et est un des premiers membres de la jeune British Astronomical Association (B.A.A) dont en 1896 il présidera la section Mars.
Vers 1900, on le retrouve en Angleterre où il semble même avoir projeté de s'établir. De fait, en 1902, sa brouille avec Flammarion est consommée. Il quitte Juvisy et la Société Astronomique de France (S.A.F), officiellement pour se consacrer à la section de Mars de la B.A.A. Cependant la même année il épouse Catherine Sevastopulos, d'origine grecque et le couple s'installe à Paris.
En marge de ses recherches astronomiques, il s'intéresse en 1904 à l'archéologie de sa ville natale, et plus particulièrement de la basilique Sainte-Sophie de Constantinople. Pour la première fois, le sultan Abdul-Hamid accorde l'autorisation de photographier l'intérieur de la basilique, devenue mosquée au XVe siècle. Il réunit alors une riche documentation, composée de 1 008 clichés de format 13x18 cm, de plans, de dessins et d'aquarelles. Il publie en Grèce de 1907 à 1909 le résultat de ses recherches dans trois volumes abondamment illustrés.
En 1909, Henri Deslandres, directeur de l'Observatoire de Meudon, l'autorise à utiliser la grande lunette équatoriale. Il occupe une place quasi officielle, ses publications faisant état de son statut d' «astronome attaché à l'Observatoire de Meudon». A la grande lunette, il observera notamment Mars et Mercure. Grâce à cet instrument qui est alors le plus grand d'Europe, il étudie toutes les planètes et parvient notamment à montrer le caractère illusoire des canaux martiens. Il établit aussi une échelle de qualité d'image connue sous le nom d'«échelle d'Antoniadi».
En dehors d'une pause qui l'éloigne de l'astronomie entre 1917 et 1924, - il démissionne alors de la Bristish Astronomical Association et de la Royal Astronomical Society, ses campagnes d'observations sont régulières et les résultats sont publiés notamment dans les British Astronomical Association Memoirs ainsi que dans L'Astronomie, Bulletin de la Société astronomique de France .
Pendant la première guerre mondiale, il semble que ses talents pour les langues aient été mis à disposition des services secrets français. Il sera du reste promu chevalier de la Légion d'Honneur en 1927 pour services rendus à la France en période de guerre.
En 1924 il revient à Meudon à l'occasion du passage de Mars près de la Terre, et continu à y pratiquer des observations de toutes les planètes, notamment Mercure, jusqu'en 1941.
Le prestigieux prix Janssen décerné par la S.A.F. lui est remis en 1925, fait unique dans l'histoire pour un astronome amateur. L'Académie des sciences lui attribue quant à elle le prix Guzman de 2 500 Francs.
En 1927 il collabore au Journal Dans l'infini , dirigé par deux membres de la Société Astronomique de France, Georges Morice et Fernand Meiller.
En 1928, Antoniadi et son épouse adoptent la nationalité française . Cela faisait déjà longtemps qu'il signait Antoniadi et non Antoniadis. Et en 1932 il reçoit de l'Académie des Sciences le prix Lacaille. La fin de sa vie est plus sombre : marqué par la maladie, il vit de plus en plus retiré et meurt le 10 février 1944, à l'hôpital.
Pour lui rendre hommage, un cratère de la face cachée de la lune et un autre sur Mars, au Nord-Ouest de Syrtis Major , portent son nom.
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