A göttingeni egyetemen tanult kémiát, 19 évesen doktorátust szerzett fizikából. 1830-1833 között Nyugat-Európában utazott. Visszatérése után a göttingeni egyetemen tartott előadásokat és elkezdte kísérleteit a fémsók oldhatóságával kapcsolatban. Mind a mai napig az általa felfedezett eljárás a leghatásosabb arzénmérgezés esetében. Az elektromágneses sugárzás látható színképének vizsgálata során fölismerte a spektroszkópia több fontos törvényét. Gustav Kirchhoff német fizikussal közösen dolgozott a színképvizsgálatokon. Ők fedezték föl a céziumot és a rubídiumot. Kifejlesztett néhány gázanalitikai és fotokémiai módszert. Ő tökéletesítette a róla elnevezett égőt, amelyet Michael Faraday talált fel.