A lo largo de su trayectoria académica sus temas de interés han estado relacionados con el estudio de la periurbanización como una categoría geográfica, ha abordado sus procesos bajo problemáticas como la desigualdad, la marginación, la precariedad habitacional, la segregación, la gobernanza, el ordenamiento territorial y, la urbanización y el deterioro ambiental. Aspectos que han consolidado sus dos principales líneas de investigación: Procesos Socio-Económicos y Ambientales en Territorios Urbanos y Periurbanos, y Análisis Urbano-Regional.

Antonio Vieyra es licenciado en Geografía por la Universidad Nacional Autónoma de México (1994), su grado de doctor en Geografía Humana lo obtuvo con la distinción Cum Laude en la Universidad Complutense de Madrid (1999), donde también obtuvo la especialidad en Trabajo, Empleo y Desarrollo (2000). Ha realizado dos estancias académicas, una en el Departamento de Geografía Humana de la Universidad Complutense de Madrid (2003) y otra en el Instituto de Economía y Geografía del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) (2005), ambas en Madrid, España.

Se incorporó a la UNAM en el año 2000 como investigador del Instituto de Geografía y en el año 2006 se trasladó a la Unidad Académica Foránea de dicho Instituto en Morelia, Michoacán, para en el año 2007 formar parte del grupo académico fundador del CIGA. En dicho Centro se desempeñó como secretario académico (2009-2014) y posteriormente como director (2015-2023).

La mayor parte de su investigación, docencia y formación de estudiantes, se enmarcan en el estudio de la periurbanización como una categoría de análisis geográfica y sus procesos socio-económicos en la conformación e interrelaciones funcionales de las ciudades contemporáneas de América Latina.

Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores (SNI) y actualmente tiene nivel “D” del PRIDE. En 2017 obtuvo, en coautoría, el Premio al Mejor artículo, Best Paper Prize 2017 Progress in Development Studies Journal.