Professor a Breslau i a Heidelberg, continuà els treballs d’Ohm sobre la resistència elèctrica i estudià la propagació dels senyals telegràfics al llarg d’un conductor de secció circular (equació dels telegrafistes). Juntament amb R.W.Bunsen féu estudis d’espectroscòpia, que li permeteren d’aclarir la causa de les ratlles de Fraunhofer, i inicià l’anàlisi espectral del Sol i d’altres astres. Enuncià les lleis que duen el seu nom, sobre les radiacions dels cossos. Juntament amb Bunsen, descobrí per espectroscòpia el cesi i el rubidi i introduí en física la noció de cos negre. Formulà, a més, les lleis sobre circuits elèctrics que porten el seu nom.