O Νέστορας Τσιρλιγκάνης έλαβε το πτυχίο Φυσικής από το Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης το 1986 και συνέχισε τις σπουδές του, με υποτροφία του Ιδρύματος Fulbright, στο The University of Michigan - Ann Arbor (Η.Π.Α.) από όπου απέκτησε Master's το 1987 και Διδακτορικό (Ph.D.) το 1995 στην Πυρηνική Φυσική. Ειδικεύτηκε στις πυρηνικές μετρήσεις με έμφαση τα συστήματα και τις μεθόδους ανίχνευσης και μέτρησης νετρονίων. Κατά τη διάρκεια των σπουδών του (1986-1994) εργάστηκε ως Research Assistant στο Nuclear Data Laboratory και ως Teaching Assistant στο Department of Nuclear Engineering and Radiological Sciences του The University of Michigan. Κατά το χρονικό διάστημα 1996–1998 ήταν εξωτερικός συνεργάτης του Εργαστηρίου Πυρηνικής Τεχνολογίας του Δημοκριτείου Πανεπιστημίου Θράκης όπου συμμετείχε σε διάφορα ερευνητικά έργα για τη μέτρηση της ραδιενέργειας περιβάλλοντος. Το 1999 ανέλαβε ως εξωτερικός σύμβουλος τη σχεδίαση και οργάνωση του Εργαστηρίου Αρχαιομετρίας του Ινστιτούτου Πολιτιστικής και Εκπαιδευτικής Τεχνολογίας (Ι.Π.Ε.Τ.) στην Ξάνθη, με στόχο την ανάπτυξη και χρήση επιστημονικών μεθόδων για την εξαγωγή αρχαιολογικών και ιστορικών πληροφοριών από αντικείμενα και μνημεία της πολιτιστικής κληρονομιάς. Το 2002 ανέλαβε ως Δόκιμος Ερευνητής του Ι.Π.Ε.Τ., Υπεύθυνος του Τμήματος Αρχαιομετρίας (τότε Εργαστήριο Αρχαιομετρίας), θέση την οποία διατηρεί έως σήμερα, ως Διευθυντής Ερευνών.