Nasceu no dia 16 de abril de 1728, na cidade de Bordéus, França. Morreu no dia 6 de dezembro de 1799, na cidade de Edimburgo, Escócia.
Filho de um irlandês com um escocesa, migrou para a Escócia ainda adolescente, onde adquiriu a cidadania daquele país. Fez os primeiros estudos na cidade de Belfast, Irlanda. Formou-se em medicina e ciências naturais em 1746, na Universidade de Glasgow, Escócia. Foi aluno de Willian Cullen. Em 1751, transferiu-se para Edimburgo a fim de completar os estudos de medicina. Sua tese de doutoramento — “De Humore Acido a Cibis Orto et Magnesia Alba” —, de 1754, descreveu suas pesquisas sobre causticação.
Apontou também a presença de um gás na atmosfera, descobrindo que ele se comportava como um ácido. Foi também o criador da química pneumática quantitativa. É-lhe atribuída a descoberta do elemento químico magnésio, o sétimo mais abundante na crosta terrestre. Em sua obra “Experiência Sobre a Magnésia Alba, Cal Viva e Outras Substâncias Alcalinas”, publicada em 1756, provou que os carbonatos são causticados quando perdem dióxido de carbono. Em 1756, foi indicado para a cátedra de anatomia da Universidade de Glasgow. Pelas suas aulas, passaram inúmeros cientistas da Europa.
Em suas pesquisas de laboratório, notou que, quando o gelo se derrete, absorve certa quantidade de calor sem sofrer mudança de temperatura. Segundo ele pensava, esse calor precisava ser combinado com as partículas de gelo para se tornar latente. Em 1764, em colaboração com William Irvine — seu assistente —, mediu o calor latente do vapor. Embora tenha feito diversas conferências a respeito da sua nova teoria, jamais publicou trabalhos sobre ela. Descobriu também que corpos diferentes com massas iguais necessitam de quantidades de calor diferentes para alcançar a mesma temperatura (teoria do calor específico). Essa teoria marcou o início da termodinâmica, ramo da física que estuda os efeitos das mudanças da temperatura.