Juan Carlos Villagrán posee un Master y un Doctorado en física de materia condensada experimental de la Universidad de Texas en Austin, donde fue profesor miembro de la junta rectora de la Fundación Robert A. Welch.
Estuvo apoyando como consejero científico a la Coordinadora Nacional para la Reducción de Desastres de Guatemala (CONRED) y luego pasó a ser consultor regional en Centroamérica para la Agencia Alemana de Cooperación Técnica (GTZ), para el Programa de las Naciones