Jean-Noël Patillon est diplômé de l'école d'ingénieurs Supélec et titulaire d'un doctorat en physique du solide du Laboratoire de physique du solide de l'Université Paris XI. De 1984 à 1996, il rejoint le LEP (Laboratoire d'Electronique Philips), et devient le chef du groupe Optoélectronique. En 1996, il rejoint Motorola Labs Paris et dirige les laboratoires "Broadband System and Technology" et "Molecular Electronics Research", qui abordent les domaines des systèmes à courte portée (WLAN, WPAN) et des réseaux hétérogènes, de la radio cognitive et de la SDR. Il est impliqué dans divers projets tels que @HOM, Broadway, UCAN, WINNER, PULSERS, FIREWORKS, E2R/E2RII, E3. En janvier 2009, il rejoint le Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives (CEA) et devient le responsable du laboratoire "Systèmes de communication" de l'institut CEA List, travaillant sur les systèmes et solutions de communication E2E et M2M. Il contribue à la mise en place de l'opération Nano-INNOV et de l'Institut de Recherche Technologique SystemX. Il est nommé directeur scientifique du CEA List et adjoint au directeur de l'institut Carnot du CEA List en 2013. Il est directeur par intérim de l'institut CEA List depuis septembre 2018.