生于英國(guó)倫敦，卒于劍橋。他的父親為醫(yī)生，母親為音樂(lè)家。他在亨廷登北部的昂德?tīng)枌W(xué)校上完中學(xué)，1918年入劍橋大學(xué)學(xué)習(xí)生物學(xué)，1921年獲學(xué)士學(xué)位，1924年獲選岡維爾-凱斯學(xué)院的研究院士。1925年博士畢業(yè)后，在霍普金斯爵士[注]的實(shí)驗(yàn)室從事化學(xué)胚胎學(xué)研究，1931年出版《胚胎學(xué)史》[注]和三卷本的專著《化學(xué)胚胎學(xué)》，1933年獲任威廉·鄧爵士生物化學(xué)高級(jí)講師，1941年當(dāng)選英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。

李約瑟原名約瑟夫·尼達(dá)姆。因尊崇中國(guó)古代學(xué)者老子（傳說(shuō)姓李），遂以李姓，取中國(guó)姓名李約瑟。1924年，李約瑟與D.M.莫伊爾（Dorothy Mary Moyle，1896～1987，中文名李大斐）結(jié)婚。李大斐也為英國(guó)著名生物化學(xué)家，1919年畢業(yè)于劍橋大學(xué)格頓學(xué)院，1923年獲碩士學(xué)位，1930年獲博士學(xué)位，1948年當(dāng)選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。1937年，魯桂珍（1904～1991）受中國(guó)政府派遣，來(lái)劍橋大學(xué)攻讀博士學(xué)位，其指導(dǎo)教師是李大斐博士，因此機(jī)緣與李約瑟相識(shí)。通過(guò)與魯桂珍和其他中國(guó)學(xué)生的接觸和交談，李約瑟對(duì)中國(guó)文化及其歷史產(chǎn)生了濃厚興趣，并在魯桂珍鼓勵(lì)下開(kāi)始學(xué)習(xí)中文，進(jìn)而產(chǎn)生了去中國(guó)進(jìn)行實(shí)地考察的強(qiáng)烈意愿。1942年，經(jīng)不懈努力，他終獲英國(guó)政府派遣前往中國(guó)，身份為英國(guó)駐華大使館科學(xué)參贊。1943年初，他抵達(dá)戰(zhàn)時(shí)中國(guó)首都重慶，隨即創(chuàng)立了中英科學(xué)合作館（Sino-British Science Co-operation Bureau），在極為艱難的條件下，推進(jìn)中英科學(xué)合作與交流。

1946年，李約瑟離開(kāi)中國(guó)，應(yīng)邀赴法國(guó)巴黎就任新成立的“聯(lián)合國(guó)教科文組織”科學(xué)處首任處長(zhǎng)。1948年，由巴黎返回英國(guó)劍橋，啟動(dòng)《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史》（又譯《中國(guó)科學(xué)與文明》）一書的撰寫計(jì)劃，由此完成從生物化學(xué)家向科技史家和漢學(xué)家的轉(zhuǎn)型，直至去世。

1968年，李約瑟和他的朋友們?cè)趧騽?chuàng)立東亞科學(xué)史基金會(huì)，以支持編撰《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史》叢書的項(xiàng)目。1967～1976年，李約瑟任劍橋大學(xué)岡維爾-凱斯學(xué)院院長(zhǎng)；1971年當(dāng)選英國(guó)學(xué)術(shù)院院士；1972～1976年兼任國(guó)際科學(xué)史與科學(xué)哲學(xué)聯(lián)合會(huì)主席；1976年，以其個(gè)人藏書為基礎(chǔ)創(chuàng)立東亞科學(xué)史圖書館；1983年，東亞科學(xué)史基金會(huì)改名為“李約瑟研究所”，作為在英國(guó)正式注冊(cè)的教育慈善機(jī)構(gòu)。1987年，李約瑟研究所主體建筑在劍橋大學(xué)羅賓遜學(xué)院后花園落成，1991年研究所南翼建成。 1968年，（美國(guó)）科學(xué)史學(xué)會(huì)授予李約瑟薩頓獎(jiǎng)?wù)拢℅eorge Sarton Medal），以表彰他在科學(xué)史研究領(lǐng)域所取得的顯著成就。1983年，《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史》系列叢書榮獲中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。1984年，科學(xué)社會(huì)研究學(xué)會(huì)授予他貝爾納獎(jiǎng)（J.D.Bernal Award）。1990年，日本福岡市授予他福岡亞洲文化大獎(jiǎng)（Fukuoka Asian Culture Prize）。1992年，英國(guó)女王授予他榮伴勛章（Order of the Companions of Honour）。1994年，他當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院外籍院士。 1987年李大斐病逝，1989年李約瑟與魯桂珍結(jié)為夫妻，1991年魯桂珍病逝。1995年李約瑟也因病辭世，享年95歲。李約瑟和兩位夫人的骨灰均葬于李約瑟研究所前花園樹下。

1948年，李約瑟向劍橋大學(xué)出版社提交《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史》一書的寫作計(jì)劃，得到積極回應(yīng)。1951年，在出版社的鼓勵(lì)下，寫作計(jì)劃由一本書擴(kuò)展為七卷本：第一卷，導(dǎo)論；第二卷，科學(xué)思想史；第三卷，數(shù)學(xué)、天學(xué)和地學(xué)；第四卷，物理學(xué)和物理技術(shù)；第五卷，化學(xué)與化學(xué)技術(shù)；第六卷，生物和生物技術(shù)；第七卷，社會(huì)背景。第一卷于1954年出版，第二、三卷也于1956、1959年相繼出版。等到第四卷時(shí)，原計(jì)劃被再次突破，一卷書被分成了三個(gè)分冊(cè)，即物理學(xué)（第一分冊(cè)）、機(jī)械工程（第二分冊(cè)）和土木工程與航海（第三分冊(cè)），分別于1962、1965和1971年出版。第五卷則被分成十四個(gè)分冊(cè)，內(nèi)容包括造紙與印刷、煉丹術(shù)、軍事技術(shù)（火藥）、紡織、冶金、陶瓷、采礦和鹽業(yè)。而第六卷被分成六個(gè)分冊(cè)，內(nèi)容包括植物學(xué)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、園藝技術(shù)、發(fā)酵與食品科學(xué)、醫(yī)學(xué)。第七卷分成兩個(gè)分冊(cè)，即語(yǔ)言與邏輯、總結(jié)論與反思。 截至1995年李約瑟去世時(shí)，《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史》共計(jì)有16個(gè)分冊(cè)已出版，其中有13個(gè)分冊(cè)為李約瑟及合作者共同撰著，另外3個(gè)分冊(cè)則由其合作者獨(dú)著，包括造紙與印刷（卷5.1，1985年，錢存訓(xùn)）、紡織技術(shù)（卷5.9，1986年，庫(kù)恩）、農(nóng)業(yè)（卷6.2，1984年，白馥蘭）。截至2019年8月，《中國(guó)科學(xué)與文明》系列叢書共計(jì)已出25個(gè)分冊(cè)，還有3個(gè)分冊(cè)正在寫作之中，即紡織機(jī)械分冊(cè)（卷5.8）、有色金屬分冊(cè)（卷5.10）和鹽業(yè)分冊(cè)（卷5.14）。

李約瑟的工作和學(xué)術(shù)成就在東西方均得到了高度評(píng)價(jià)，其影響廣泛而深遠(yuǎn)。他的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)在3個(gè)方面：①深入揭示了中國(guó)文明對(duì)世界的貢獻(xiàn)，以及中國(guó)文明進(jìn)程與世界的密切聯(lián)系，改變了世界對(duì)中國(guó)的固有看法或成見(jiàn)；②率先對(duì)歐洲文明中心論提出挑戰(zhàn)，提醒世界應(yīng)當(dāng)公正評(píng)價(jià)非西方文明的價(jià)值和意義，肯定了包括中國(guó)在內(nèi)的非西方文明對(duì)現(xiàn)代科學(xué)在歐洲興起的巨大貢獻(xiàn)；③通過(guò)大量的比較研究，揭示了東西文明發(fā)展各自的特征和相互差異，進(jìn)而指出不同文明和文化的溝通與融合乃是人類文明未來(lái)發(fā)展的必由之路。 他還提出了李約瑟難題。在寫于1943年的手稿中，李約瑟是這樣表述“李約瑟難題”的：“為什么現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展在西歐，而不在中國(guó)？”在1969年出版的《大滴定：東西方的科學(xué)與社會(huì)》一書中，李約瑟提出了另一個(gè)重要的問(wèn)題，即“為什么在公元前2世紀(jì)到公元16世紀(jì)東亞文化在將人類的自然知識(shí)應(yīng)用于有用的目的方面比西歐做得更有效率多了？”換言之，為什么古代科學(xué)技術(shù)發(fā)達(dá)的中國(guó)，沒(méi)有能在近代發(fā)展出現(xiàn)代科學(xué)？這就是所謂的“李約瑟難題”，也稱“李約瑟之問(wèn)”“李約瑟之謎”或“李約瑟悖論”。

李約瑟試圖從3個(gè)方面來(lái)回答這一問(wèn)題：①地理因素。中國(guó)作為相對(duì)封閉而統(tǒng)一的農(nóng)業(yè)帝國(guó)，缺少如西歐所面對(duì)的日益增長(zhǎng)的貿(mào)易和競(jìng)爭(zhēng)壓力。②社會(huì)結(jié)構(gòu)和政治的因素。他指出：“若想解釋中國(guó)社會(huì)為何沒(méi)能發(fā)展出現(xiàn)代科學(xué)，最好先解釋中國(guó)社會(huì)為何沒(méi)能發(fā)展出商業(yè)的和工業(yè)的資本主義。”換言之，在他看來(lái)，中國(guó)的封建官僚體制阻礙了商業(yè)和資本主義的發(fā)展，自然也就無(wú)法形成現(xiàn)代科學(xué)生長(zhǎng)的土壤或基礎(chǔ)。③宗教、哲學(xué)或思想的因素。他認(rèn)為西方由來(lái)已久的自然法傳統(tǒng)，激發(fā)了機(jī)械宇宙觀的形成，與中國(guó)秉承的有機(jī)宇宙觀形成對(duì)照。而機(jī)械宇宙觀正是激發(fā)現(xiàn)代科學(xué)發(fā)生的動(dòng)因之一。