Né à Estagel en 1786, après des études secondaires à Perpignan, François Arago prépare le concours d'entrée à l'Ecole Polytechnique à Paris, où il entre en 1803. En 1805, il est nommé secrétaire du bureau des longitudes et participe avec Biot à une expédition géodésique sur les côtes catalanes, où il est fait prisonnier par les Barbaresques. Il ne revient en France qu'en 1809.
Membre de la Société d'Arceuil, il succède à Monge en tant que professeur de géométrie descriptive à l'Ecole Polytechnique (1809-1830). De 1813 à 1846, il est Directeur de l'Observatoire de Paris, où il enseigne l'astronomie; il est en même temps le principal collaborateur de l'Annuaire du bureau des longitudes et le coéditeur, avec Gay Lussac, des Annales de Chimie et de Physique (1816-1840). Le 7 juin 1830 il est élu Secrétaire perpétuel de l'Académie des Sciences en remplacement de Fourier.
Arago commence avec Biot ses premières recherches sur la réfraction de la lumière par l'air atmosphérique; avec Petit et Fresnel, il étend cette étude aux liquides et aux solides, ce qui les conduit, surtout après les recherches sur le comportement de la lumière polarisée par la traversée des gaz et des cristaux, à devenir des fervents de la théorie ondulatoire de la lumière. Arago propose même en 1838 une expérience fondamentale - réalisée plus tard par Foucault - consistant à mesurer la vitesse de la lumière dans l'air et dans l'eau.
L'influence qu'Arago a exercé sur le développement de la physique et de l'astronomie est considérable. Ami des savants les plus éminents de son temps, il encourage constamment les plus jeunes. Comme avant lui d'Alembert et Diderot, il s'attache à "rendre la philosophie populaire", en écrivant une Astronomie Populaire en vulgarisant les inventions de Niepce et de Daguerre, en défendant avec ardeur la réforme de l'enseignement, la liberté de la presse, les applications techniques de la sciences.
La loi abolissant l'esclavage dans les colonies françaises porte la signature de ce grand physicien et astronome, Ministre de l'Armée, de la Marine et Président du Comité exécutif après la Révolution de 1848. C'est lui qui a proposé un enfant du pays, Joseph Sarda, au poste de commissaire général de l'île de la Réunion dans le but d'y abolir l'esclavage.