Arvo Ots lõpetas 1955 Tallinna Tehnikaülikooli mehaanikateaduskonna soojusenergeetikainseneri diplomiga cum laude. 1958 omandas tehnikakandidaadi teaduskraadi (PhD) ja 1968 tehnika doktori teaduskraadi (DSc). Professori kutsediplom anti talle 1969. Eesti TA akadeemikuks valiti 1983. Arvo Ots oli Soome Tehnikateaduste Akadeemia liige ja Ameerika Mehaanikainseneride Liidu (ASME) liige.

Kõrgkooli lõpetanud, asus Arvo Ots tööle nooremteadurina Eesti Energeetika Instituudis. Töötanud lühikest aega, astus samas aspirantuuri, mille lõpetas kandidaadiväitekirja kaitsmisega, ning jätkas seejärel nooremteadurina. Alates aastast 1960 töötas Arvo Ots Tallinna Tehnikaülikoolis, esialgu dotsendina, aastatel 1968—2001 Soojustehnika instituudi direktori ja soojusjõuseadmete õppetooli professorina, seejärel sama õppetooli erakorralise professorina. Aastast 2003 oli tehnikaülikooli emeriitprofessor.

Paljude aastate jooksul õpetas ta üliõpilastele termodünaamika, kütuste põlemise ja soojusülekande kursusi. Sellele lisaks luges ta veel katlatehnika ja soojuselektrijaamade õppeaineid, juhendas hulgaliselt diplomitöid, kandidaadi- ja doktoriväitekirju. Arvo Ots oli pikki aastaid soojustehnika eriala väitekirjade kaitsmiskomisjoni esimees. Ta kuulus NSV Liidu Kõrgemasse Atestatsioonikomisjoni.

Arvo Otsa teadus- ja inseneritegevus oli suunatud tahkekütuste põletamise uurimisele ja tööstuslikele rakendustele. Ta oli üks põlevkivi põletamise alase teoreetilise teaduse rajajaid. Tema uuringud käsitlesid soojuselektrijaamade aurukatelde kolletes toimuvaid protsesse (tolmpõletus- ja keevkihtkatelde teooria ja praktika). Tegi arvukaid uuringuid kütuste põlemise ja soojusülekande alal ning oli nelja sellesse valdkonda kuuluva monograafia autor.

Arvo Ots oli mitme ülikooliõpiku ja mitmete õppematerjalide autor ning kaasautor. Tema sulest on ilmunud üle 500 teaduspublikatsiooni. Tal on kokku 19 patenti, autori- ja kasuliku mudeli tunnistust.

Arvo Otsa tööd tunnustati Nõukogude Eesti teaduspreemiatega (1970, 1980). 1981 nimetati ta Eesti NSV teeneliseks teadlaseks. 2003. aastal pälvis ta Eesti Vabariigi Valgetähe IV klassi teenetemärgi. 2006 aastal tunnustati teda aastainseneri tiitliga, 2010. aastal anti talle riigi teaduspreemia pikaajalise tulemusliku teadus- ja arendustöö eest.

Arvo Otsa jäävad mälestama tema arvukad õpilased ja kolleegid energiatehnoloogia instituudist.

Ärasaatmine toimub 20. jaanuaril:

12.00 Eesti Teaduste Akadeemias
13.30 Järelhüüe Tallinna Tehnikaülikooli peahoone lipuväljakul
14.30 Sängitamine Metsakalmistul