1954 წელს დაამთავრა თბილისის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ბიოლოგიის ფაკულტეტი. 1954-1958 წლებში იყო თსუ-ის ადამიანისა და ცხოველთა ფიზიოლოგიის კათედრის ასისტენტი. 1958-1962 წლებში ფიზიოლოგიის ინსტიტუტის უმცროსი, ხოლო 1962-1967 წლებში უფროსი მეცნიერ-თანამშრომელი. 1958 წელს დაიცვა საკანდიდატო დისერტაცია თემაზე: ,,ნერვ-კუნთოვანი აპარატის შედარებითი ფიზიოლოგიის საკითხები’’, ხოლო 1964 წელს სადოქტორო დისერტაცია თემაზე: ,,მემბრანომიოფიბრილური ურთიერთობანი კუნთოვან ბოჭკოებში’’. 1968 წლიდან ფიზიოლოგიის ინსტიტუტის ლაბორატორიის ხელმძღვანელი იყო. 1975-1980 წლებში ფიზიკის ინსტიტუტის დირექტორი. გამოქვეყნებული აქვს 200-მდე სამეცნიერო ნაშრომი, მათ შორის წიგნები: ,,ნერვ-კუნთოვანი აპარატის შედარებითი ფიზიოლოგია’’ (1965), ,,მემბრანო-მიოფიბრილური ურთიერთობანი კუნთოვან ბოჭკოში’’ (1970), ,,ლიმბური სისტემის ინტეგრაციული ფუნქცია’’ (1976), ,,მეხსიერების და ძილ-ღვიძილის ციკლის ნეიროფიზიოლოგია’’ (ოთხი კრებული) და სხვ. არის ასევე მოთხრობების კრებულების ავტორი: ,,ბეთქილის ბილიკებზე’’ (1962), ,ბასრა და ბუნჩა’’ (1967), ,,ლაშხეთიდან ზეკარამდე’’ (1972), ,,ჯარაში და აშდარი’’ (1975). 1965 წელს გახდა ივ. თარხნიშვილის, 1983 წელს კი ივ. ბერიტაშვილის სახელობის პრემიების ლაურეატი. არის უნგრეთის ფიზიოლოგთა საზოგადოების საპატიო წევრი, ,,IBRO’’-ს, ,,интермозг’’-ის, ძილის შემსწავლელი მსოფლიო და ევროპული ასოციაციების, საქართველოს ფიზიოლოგთა საზოგადოებისა და ,,აგრესიის შემსწავლელი ასოციაციის’’ წევრი. მისი ბიოგრაფია შეტანილია ცნობარებში: ,,The International Directory Of Distinguished Leadership’’, ,,Биологи’’ (Киев, 1984, 2000) და ,,Milennium Medal Of Honour’’ (USA, 1998). 1980 წლიდან დღემდე - საქართველოს მეცნიერებათა აკადემიის ფიზიოლოგიისა და ექსპერიმენტული მედიცინის (ამჟამად ფიზიოლოგიისა და მედიცინის) განყოფილების აკადემიკოს-მდივანია. თენგიზ ონიანმა განსაზღვრა რიგი ლიმბური სტრუქტურების როლი ემოციური რეაქციებისა და მეხსიერების რეგულაციაში და შეისწავლა ბიოლოგიური მოტივაციისა და ძილის ნეიროფიზიოლოგიური მექანიზმები.