Estudià medicina a la Universitat d’Uppsala, i fou professor de medicina i farmàcia al Karoline Institute d’Estocolm, alhora que formava un nombrós grup de científics —Friedrich Wöhler, Carl Gustav Mosander, Alexander Mitscherlich— en les tècniques de l’anàlisi química. Exercí el seu mestratge damunt el món científic a través dels seus Rapports annuels sur les progrès des sciences physiques et chimiques, que publicà durant vint-i-set anys. Fou el descobridor del seleni, el ceri i el tori, i el primer a isolar el calci, l’estronci, el bari, el tàntal, el silici, el vanadi i el zirconi. La part essencial de la seva obra foren els treballs que inicià per establir un primer sistema de pesos de combinació o de pesos atòmics. Desenvolupà, així, nous mètodes d’anàlisi gravimètrica, molts dels quals encara en vigència. Les lleis de Dalton, Proust i Richten, amb els esmentats treballs que publicà sota el títol d'Éssai sur la théorie des proportions chimiques, donaren lloc al nou simbolisme de la química, que adquirí així un caràcter científic o quantitatiu. El 1818 edità la primera llista de pesos atòmics, amb 42 elements (alguns dels quals eren composts), prenent com a base l’oxigen igual a 100; introduí la notació química actual i els conceptes d’isomeria, d’halogen, d’acció catalítica i de radical orgànic, i la teoria dualística.