Był profesorem uniwersytetu w Paryżu, a od roku 1886 członkiem francuskiej Akademii Nauk.
W roku 1872 wynalazł elektrometr włosowaty.
W rok po odkryciu przez braci P. i P. J. Curie zjawiska piezoelektrycznego (rok 1881), przewidział istnienie odwrotnego zjawiska piezoelektrycznego (co zostało potwierdzone doświadczalnie przez braci Curie).
W 1891 roku opracował metodę reprodukcji barw, opartą na zjawisku interferencji światła (nie znalazła zastosowania w praktyce), za co otrzymał Nagrodę Nobla w 1908 roku.
Opracował wtedy również sposób uzyskiwania barwnych przezroczy na światłoczułych płytach.
Skonstruował pierwszy celostat, czyli astronomiczny przyrząd optyczny wykorzystywany głównie do obserwacji Słońca.
Pod jego kierunkiem, w roku 1898, Maria Skłodowska napisała swoją pierwszą samodzielną pracę naukową - "Własności magnetyczne zahartowanej stali".
