Professor de física teòrica a la Universitat de Jena (1870) i director del seu observatori astronòmic i meteorològic (1878). Des del 1866 col·laborà amb l’industrial Karl Zeiss per tal de millorar els instruments òptics, especialment el microscopi compost. Hom li deu la determinació de la influència de la difracció en la resolució del microscopi, càlculs per a la correcció de les aberracions esfèrica i cromàtica de les lents, l’explicació del coma, el descobriment de la condició d'aplanetisme dels sistemes centrats i la construcció del primer objectiu apocromàtic (1886). Establí la fundació Karl Zeiss a la mort del seu soci (1891).