Ο Ζαχαρίας Αγιουτάντης έλαβε το δίπλωμα του Μηχανικού Μεταλλείων Μεταλλουργού Μηχανικού από το Τμήμα Μεταλλειολόγων Μηχανικών του Εθνικού Μετσοβίου Πολυτεχνείου το 1982. Στη συνέχεια μετεκπαιδεύτηκε στο Τμήμα Μεταλλειολόγων Μηχανικών του Πανεπιστημίου Virginia Tech στις ΗΠΑ, και έλαβε δύο μεταπτυχιακούς τίτλους: Master of Science (MSc) το 1984 και Doctor of Philosophy (Ph.D) το 1987. Η ερευνητική του δουλειά είχε ως αποτέλεσμα τη δημιουργία λογισμικού για την πρόβλεψη επιφανειακών καθιζήσεων λόγω υπογείων εκμεταλλεύσεων κοιτασμάτων γαιάνθρακα. Το λογισμικό αυτό χρησιμοποιείται ακόμη και σήμερα από δημόσιες υπηρεσίες και εταιρείες εκμετάλλευσης γαιανθράκων.

Από το 1989 έως το 2014 υπηρέτησε στο Τμήμα Μηχανικών Ορυκτών Πόρων του Πολυτεχνείου Κρήτης όπου δίδαξε κυρίως μαθήματα ειδικότητας του προγράμματος σπουδών (Διάτρηση και Ανατίναξη, Μηχανική Πετρωμάτων και Εφαρμογές Αριθμητικών Μεθόδων στη Γεωμηχανική) ενώ ταυτόχρονα διετέλεσε διευθυντής του Εργαστηρίου Μηχανικής Πετρωμάτων του Πολυτεχνείου Κρήτης. Από το 2015 είναι καθηγητής στο Τμήμα Μεταλλειολόγων του Πανεπιστημίου University of Kentucky στις ΗΠΑ. Έχει ηγηθεί και συμμετάσχει σε πολλά ερευνητικά προγράμματα στην Ελλάδα, την Ευρωπαϊκή Ένωση και τις ΗΠΑ. Έχει συμμετάσχει στην συγγραφή περισσότερων από 300 εργασιών σε επιστημονικά περιοδικά και συνέδρια.

Τα επιστημονικά ενδιαφέροντά του καλύπτουν το κυρίως τα γνωστικά αντικείμενα των συστημάτων εκμετάλλευσης, της γεωμηχανικής σε υπαίθριες και υπόγειες εκμεταλλεύσεις καθώς και των εφαρμογών υπολογιστικών μεθόδων σε μεταλλευτικά, γεωμηχανικά και γεωτεχνικά προβλήματα.