وی پس از اتمام تحصیلات مقدماتی خود در زادگاهش در سال 1329 به طور همزمان در دو رشته‌ کشاورزی و فیزیک دانشگاه تهران پذیرفته شد که به دلیل علاقه‌ وافر به فیزیک، این رشته را برای ادامه تحصیل انتخاب کرد.
ثبوتی در دوران دانشگاه با توفان‌های سیاسی شدید سال‌های 1329 تا 1333 همراه بود. وی پس از پایان تحصیلاتش در آزمون نقشه‌برداری قبول شد و به صورت رایگان به یاری دکتر حسین کشی افشار شتافت و پس از چندی با معرفی وی به دانشگاه «تورنتو» کانادا عزیمت کرد و موفق شد که درجه‌ کارشناسی ارشد را از آن دانشگاه دریافت کند.
ثبوتی پس از آن به دانشگاه «شیکاگو» راه یافت و به تحصیل اختر فیزیک نزد استادان صاحب‌نامی هم‌چون سوبر امانیان، چاندراسکار، چمبرلن پرداخت. او در سال 1342 مدرک دکتری تخصصی خود را در این رشته دریافت کرد و برای تدریس با سمت استادیاری رهسپار دانشگاه «نیوکاسل» در انگلستان شد.
دکتر ثبوتی پس از مدتی به ایران بازگشت و چندی بعد با سمت دانشیاری در دانشگاه شیراز به کار مشغول شد.
فعالیت وی در دانشگاه شیراز سرآغاز تحولات جدیدی در دستگاه آموزش عالی ایران بود. نظام ترمی - واحدی کنونی از دستاوردهای دکتر ثبوتی برای نظام آموزشی کشور است.
وی، هم‌چنین طرح ارتقای اعضای هیات علمی بر مبنای پژوهش‌های آنان را پیشنهاد داد و آن را در دانشگاه شیراز اجرا کرد. پایه‌گذاری دوره‌های کارشناسی ارشد در آن دانشگاه از جمله دیگر خدمات استاد در دوران فعالیت در دانشگاه شیراز می‌باشد.
دکتر ثبوتی در سال 1348 در یک فرصت مطالعاتی به دانشگاه «پنسیلوانیا» رفت و ضمن تحقیقات به تدریس در آن دانشگاه پرداخت. وی پس از مدتی به ایران بازگشت و علاوه بر تدریس در دانشگاه صنعتی شریف در سال 1351 طرح تاسیس رصدخانه‌ی ابوریحان بیرونی شیراز را ارائه داد. این رصدخانه که در سال 1356 افتتاح شد، بزگترین رصدخانه‌ی فعال ایران می‌باشد.
استاد پس از آن، دوره دکتری نجوم در دانشگاه را بنیان گذاشت و زمینه‌ تحصیلات عالیه‌ علاقه‌مندان اختر فیزیک را در دانشگاه شیراز فراهم کرد.
دکتر ثبوتی با پی‌گیری‌های فراوان، مرکز تحصیلات تکمیلی در علوم پایه‌ زنجان را در سال 1370 تاسیس کرد.
هم‌چنین در ایجاد انجمن نجوم ایران در سال 1375 که با تلاش چند اخترشناس حرفه‌ای ایران محقق شد، نقش مهمی برعهده داشت.
از استاد ثبوتی بیش از 50 مقاله‌ پژوهشی در مجلات علمی بین‌المللی منتشر شده است. این پژوهشگر خستگی ناپذیر در عرصه‌ فیزیک و نجوم علاوه بر دریافت عنوان کتاب سال جمهوری اسلامی و مدال پژوهشی وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، در سال 2000 میلادی به دلیل فعالیت‌های مستمر علمی به دریافت مدال ویژه آکادمی علوم جهان سوم مفتخر شده است.