Astrônomo e inventor norte-americano nascido em Roxbury, Mass, pioneiro da aviação norte-americana na construção de máquinas mais pesadas que o ar e de grande importância para a evolução da meteorologia. Após praticar engenharia civil e arquitetura em Chicago, Ill., e St. Louis, Mo., retornou para Boston. Professor de física e astronomia na Western University of Pennsylvania (1866-1887), onde pesquisou os infravermelhos do sistema solar.
Dirigiu o Allegheny Observatory (1867-1887) e foi secretário da Smithsonian Institution (1887-1906), em Washington DC. Fundou o Smithsonian Astrophysical Observatory (1890) e dedicou-se a aerodinâmica. Construiu um aparelho a que denominou Aèrodrome que seria lançado mediante catapulta, de um barco no rio Potomac (1903), porém redundou em total fracasso. Somente em 1914, graças a subsídio de US$ 2.000.000 fez voar um aeroplano, pilotado por Glenn Curtiss, bem depois de Santos Dumont. Inventou um bolômetro (1878), um tipo de termômetro elétrico, para trabalhos com experimentos em radiações solares e lunares e morreu em Aiken.
A Medalha de Ouro Langley em sua honra, foi criada pelo Smithsonian Board of Regents (1908) por sugestão de Alexander Grahan Bell, inventor do telefone, para distinguir as pesquisas de mérito relacionadas à ciência da aerodinâmica e suas aplicações na aviação e foi concedida, por exemplo, aos irmãos Wright (1909), Charles Lindbergh (1927), primeiro homem a voar sem escalas sobre o Atlântico, Alan Shepard Jr. (1964), o primeiro norte-americano a voar no espaço, e aos astronautas Armstrong e Aldrin (1969) que pousaram o módulo lunar Eagle da Apollo 11 no mar da Tranqüilidade, na lua.