Por la Universidad de La Laguna obtuvo una licenciatura en Geografía e Historia y se doctoró en Biología con una tesis sobre la vegetación y flora de La Palma.^[1]​ A partir de 1974 fue investigador del Instituto Canario de Investigaciones Agrarias, donde posteriormente fue nombrado jefe de la Unidad de Botánica y responsable de la aclimatación del Jardín de La Orotava.^[2]​

Se jubiló en 2013, aunque su labor investigadora continuó después de ese año.^[2]​

Ha sido también miembro del consejo científico de la Reserva de la biosfera de La Palma y de la Junta de Gobierno de la Real Sociedad Económica de Amigos del País de Tenerife.^[3]​

Su carrera investigadora estuvo sobre todo centrada en la botánica del archipiélago canario, de cuya flora identificó dieciocho especies nuevas y más de veinte taxones a lo largo de más de cuarenta años de trabajo.^[2]​

Realizó también diversas investigaciones en el resto de la Macaronesia y en países de otros continentes.^[2]​

También fue el descubridor en 2024 de un espécimen fósil de 700.000 años de dos lagartos gigantes de Tenerife ―se cree que pertenecientes a Gallotia goliath―, los cuáles se cree que estaban juntos en una formación dunar, y que la muerte les sobrevino de manera accidental, pues la estructura ósea está casi intacta.^[4]​

• 1977. Naturaleza Canaria en el "Natura y Cultura de las Islas Canarias" ISBN 8440052936

• 1979. Árboles de Canarias. Ed. Interinsular Canaria, 43 pp. ISBN 8485543084

• 1980. Contribución al conocimiento de la flora y vegetación de la isla de El Hierro: (J. Canarias). Fundación Juan March, 51 pp. ISBN 8470751565

• 1983. Vegetación y flora de La Palma. Editorial Interinsular Canaria, 348 pp. ISBN 8485543432

• 1989. The biology, status and conservation of the monk seal (Monachus monachus): final report to the Council of Europe, Palais de l'Europe. Strasbourg, octubre de 1988, Vols. 41-49. Con Brian Groombridge, Didier Marchessaux, Ian David Gauld, Martin C. D. Speight, Miguel Delibes, Peter S. Maitland, Urs Breitenmoser, W. Flückiger, Christine Breitenmoser-Würsten. Environment Conservation and Management Division. Editor Council of Europe, 46 pp. ISBN 9287116628

• 1990. Bosques de Laurisilva en la región macaronésica. N.º 49 de Sauvegarde de la nature. Editor Conseil de l'Europe, 79 pp. ISBN 9287118779

• 1994. Pre-Linnaean References for the Macaronesian Flora Found in Leonard Plukenet's Works and Collections. Volumen 24, N.º 1 de Bulletin of the Natural History Museum. Con J. Francisco-Ortega, Charles E. Jarvis, Charles E. Ziavras. Editor Intercept, 34 pp.

• 1999. Origen y evolución de la flora canaria en "Ecología y cultura en Canarias"

• 2002. Investigaciones fitoquímicas en plantas Canarias. Con Áurea Valera Molina. Editor Fundación Ramón Areces, 385 pp.

• Premio extraordinario de Doctorado^[2]​
• 2003: Premio internacional a la Conservación Excelente, por Instituto de Investigación Botánica de Texas^[5]​
• 2005: Premio Atlántico de Medio Ambiente^[1]​
• La abreviatura «A.Santos» se emplea para indicar a Arnoldo Santos Guerra como autoridad en la descripción y clasificación científica de los vegetales.^[6]​

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• «Arnoldo Santos Guerra». Índice Internacional de Nombres de las Plantas (IPNI). Real Jardín Botánico de Kew, Herbario de la Universidad de Harvard y Herbario nacional Australiano (eds.). 
• Arnoldo Santos Guerra en Dialnet