Édesapja kivánságára orvosi tanulmányokat, majd 1840-1844-ig matematikai tanulmányokat is folytatott. 1844-ben megszerezte B. A. fokozatát Cambridge-ben. Tanulmányait nem fejezte be, anyagi helyzete lehetővé tette, hogy vagyonából élve utazásokat tegyen. 1845-1846-ban hosszabb utat tett Egyiptomban. 1850-ben csatlakozott a Royal Geographical Society-hez, részt vett egy Afrikába induló kétéves nehéz expedícióban, amelyben a mai Namíbia területének részeit térképezték fel. Galton polihisztorként jelentősen hozzájárult a tudomány számos területének fejlődéséhez. A meteorológiában az első időjárási térképeket készítette. Ő vizsgálta először módszeresen az emberi ujjlenyomatokat, ami később elvezetett a nyilvántartásokban való, és bűnügyi alkalmazásukhoz. A statisztikában bevezette a korreláció és regresszió fogalmát. Az eugenika megalapozója volt. Charles Darwinhoz rokonság fűzte, unokatestvérek voltak. Nevéhez fűződik a Galton-deszka.