Angström az uppsalai egyetemen tanult, 1839-ben ott nevezték ki egyetemi magántanárrá, 1858-tól a fizika tanszék vezetője. 1843-ban lett az uppsalai obszervatórium munkatársa.

 Legjelentősebb munkái a hővezetéssel és a spektroszkópiával kapcsolatosak. Módszert dolgozott ki a hővezetőképesség mérésére, megmutatta, hogy a hővezetőképesség arányos az elektromos vezetőképességgel. 1853-ban kimutatta, hogy az elektromos szikrában két szuperponálódott spektrum jelenik meg, az egyik az elektród fémjéből, a másik abból a gázból ered, amelyen a szikra áthalad. Euler rezonanciaelmélete alapján Angström levezette a spektrumanalízis egyik elvét: az izzásig hevített gáz ugyanolyan hullámhosszú sugarakat bocsát ki, mint amilyeneket elnyelni képes.

 Angström a Nap spektrumát tanulmányozva jutott el az 1862-ben bejelentett felfedezéséhez: hidrogén is van a Nap atmoszférájában. 1868-ban adta közre a normál napspektrumok nagyatlaszát, amely hosszú ideig mérvadó maradt. 1867-ben elsőként vizsgálta az északi fény spektrumát, észlelte és kimérte a sárga-zöld tartományban levő karakterisztikus fényes vonalat, de téves volt az a feltevése, hogy ugyanez a vonal látható az állatövi fényben is.

 Angström fia, Knut Johan Angström (1857-1910) szintén fizikus volt, spektroszkópiai kutatásokat végzett, és az Uppsalai Egyetem fizikaprofesszora (1896) volt.