Exercí com a enginyer durant uns quants anys, però després es dedicà a l’estudi de l’òptica. Establí definitivament la natura ondulatòria de la llum, demostrà que es propaga per vibracions transversals i elaborà la base conceptual i matemàtica de la teoria ondulatòria. Inventà el biprisma de franges o de Fresnel i elaborà la fórmula de reflexió que també duu el seu nom. És autor de La diffraction de la lumière (1815).