Doktorat obronił na California Institute of Technology. Już w czasie studiów krytycznie odnosił się do materialistycznych implikacji darwinizmu (choć jeszcze wtedy nie afiszował się ze swoimi poglądami). W 2002 roku odbył staż podoktorski w Medical Research Council Centre w Cambridge, gdzie prowadził badania nad strukturami białek. Axe usiłował zbadać funkcjonalność białek przy zmianach sekwencji aminokwasów. Jak sam twierdzi, jego staż został przedwcześnie przerwany ze względu na wsparcie finansowe, jakie otrzymywał od organizacji promującej teorię inteligentnego projektu. Obecnie jest dyrektorem Biologic Institute, gdzie prowadzone są badania mające potwierdzić występowanie projektu w przyrodzie ożywionej. Instytut ten skupia w swoich szeregach nie tylko biologów, lecz także przedstawicieli innych nauk przyrodniczych. 

Axe jest współautorem książki Science and Human Origins [Nauka a pochodzenie człowieka], która została opublikowana w 2012 roku przez Discovery Institute Press. Praca jest krytyką powszechnego przekonania, że teoria ewolucji drogą doboru naturalnego stanowi wyjaśnienie pochodzenia człowieka. Cztery lata później ukazała się jego kolejna pozycja Niepodważalne. Jak biologia potwierdza naszą intuicję, że życie jest zaprojektowane [tłum. G. Malec, D. Sagan, „Seria Inteligentny Projekt”, Fundacja En Arche, Warszawa 2021], która przez magazyn „World” została wybrana książką 2016 roku. Axe przekonuje w niej, że ludzie posiadają „intuicję projektu” (design intuition), której treść może zostać potwierdzona za pomocą badań biologicznych. Jego artykuły są publikowane w prestiżowych czasopismach naukowych jak „Journal of Molecular Biology”, „Proceedings of the National Academy of Sciences” i „Nature”.