Químico e físico inglês nascido em Churchtown, Lancashire, professor de química em várias instituições britânicas, sintetizou os primeiros compostos organometálicos (1850), concluindo que cada elemento químico pode se combinar com apenas um número limitado de átomos de outro elemento – idéia básica da teoria de valência. Inicialmente um manipulador de drogas entrou para o laboratório de Lyon Playfair como assistente farmacêutico (1845) e, depois, trabalhou com Robert Bunsen, em Marburg e obteve o mestrado (1847) na Queenwood School, trabalhando na teoria dos equivalentes químicos. Foi o descobridor do dimetil de zinco e o dietil de zinco, tornando-se pioneiro na descoberta dos compostos organometálicos (1850) e seu primeiro passo para a conceituação de ligações atômicas e valência, fundamental para o futuro do pensamento químico.
Foi nomeado (1851) primeiro professor de Química em Owens College, Manchester, conceituou a valência dos elementos químicos (1853), tornou-se lecturer em Química no Hospital de Saint Bartholomew em Londres (1857), professor de Química no Royal Institution (1863) e foi o sucessor de A. W. Hofmann na Royal School of Mines (1865-1885). Interessado em espectroscopia, uma ciência em formação naquela época, colaborou com o astrônomo britânico Sir Joseph Norman Lockyer na identificação de um novo elemento no Sol, então ainda não conhecido na Terra, que eles chamaram de hélio (1868) Também pesquisou em química alimentar, análise de água, purificação de esgotos e prevenção da poluição da água. Laureado com a Medalha Copley (1894) e armado cavaleiro (1897), morreu em Golaa, na Noruega.