وی دارای مدرک کارشناسی خاک شناسی (دانشگاه چمران اهواز) و کارشناسی ارشد اقتصاد کشاورزی (دانشگاه تربیت مدرس) و همچنین دکترای اقتصاد منابع طبیعی(دانشگاه تربیت مدرس) است.
صادق خلیلیان عضو هیات علمی دانشگاه است و بیش از 30 عنوان مقاله علمی پژوهشی ارائه داده است.
صادق خلیلیان در سال 1388 و توسط محمود احمدی نژاد به عنوان وزیر پیشنهادی دولت برای وزارت جهاد کشاورزی به مجلس شورای اسلامی معرفی و در روز 12 شهریور همان سال با کسب اکثریت آرا انتخاب شد.
برخی از سوابق اجرایی صادق خلیلیان:
- معاون دانشگاه تربیت مدرس
- عضو هیات رئیسه دانشگاه تربیت مدرس
- معاون برنامه ریزی و اقتصادی وزارت جهاد کشاورزی
- دانشیار دانشگاه تربیت مدرس
- عضو شورای عالی بیمه در سال‌های ۱۳۸۴-۸۶
- عضو شورای عالی بانک‌ها در سال‌های ۱۳۸۴-۸۵
- معاون دانشجویی و فرهنگی دانشگاه تربیت مدرس
- رئیس دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی دانشگاه تربیت مدرس ۷۸-۷۷