生于英國倫敦，卒于劍橋。他的父親為醫(yī)生，母親為音樂家。他在亨廷登北部的昂德爾學(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]的實驗室從事化學(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)高級講師，1941年當(dāng)選英國皇家學(xué)會會員。

李約瑟原名約瑟夫·尼達(dá)姆。因尊崇中國古代學(xué)者老子（傳說姓李），遂以李姓，取中國姓名李約瑟。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)選為英國皇家學(xué)會會員。1937年，魯桂珍（1904～1991）受中國政府派遣，來劍橋大學(xué)攻讀博士學(xué)位，其指導(dǎo)教師是李大斐博士，因此機緣與李約瑟相識。通過與魯桂珍和其他中國學(xué)生的接觸和交談，李約瑟對中國文化及其歷史產(chǎn)生了濃厚興趣，并在魯桂珍鼓勵下開始學(xué)習(xí)中文，進(jìn)而產(chǎn)生了去中國進(jìn)行實地考察的強烈意愿。1942年，經(jīng)不懈努力，他終獲英國政府派遣前往中國，身份為英國駐華大使館科學(xué)參贊。1943年初，他抵達(dá)戰(zhàn)時中國首都重慶，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，李約瑟離開中國，應(yīng)邀赴法國巴黎就任新成立的“聯(lián)合國教科文組織”科學(xué)處首任處長。1948年，由巴黎返回英國劍橋，啟動《中國科學(xué)技術(shù)史》（又譯《中國科學(xué)與文明》）一書的撰寫計劃，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在劍橋創(chuàng)立東亞科學(xué)史基金會，以支持編撰《中國科學(xué)技術(shù)史》叢書的項目。1967～1976年，李約瑟任劍橋大學(xué)岡維爾-凱斯學(xué)院院長；1971年當(dāng)選英國學(xué)術(shù)院院士；1972～1976年兼任國際科學(xué)史與科學(xué)哲學(xué)聯(lián)合會主席；1976年，以其個人藏書為基礎(chǔ)創(chuàng)立東亞科學(xué)史圖書館；1983年，東亞科學(xué)史基金會改名為“李約瑟研究所”，作為在英國正式注冊的教育慈善機構(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）科學(xué)史學(xué)會授予李約瑟薩頓獎?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，《中國科學(xué)技術(shù)史》系列叢書榮獲中國國家自然科學(xué)一等獎。1984年，科學(xué)社會研究學(xué)會授予他貝爾納獎（J.D.Bernal Award）。1990年，日本福岡市授予他福岡亞洲文化大獎（Fukuoka Asian Culture Prize）。1992年，英國女王授予他榮伴勛章（Order of the Companions of Honour）。1994年，他當(dāng)選為中國科學(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《中國科學(xué)技術(shù)史》一書的寫作計劃，得到積極回應(yīng)。1951年，在出版社的鼓勵下，寫作計劃由一本書擴(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，原計劃被再次突破，一卷書被分成了三個分冊，即物理學(xué)（第一分冊）、機械工程（第二分冊）和土木工程與航海（第三分冊），分別于1962、1965和1971年出版。第五卷則被分成十四個分冊，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分冊，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)。第七卷分成兩個分冊，即語言與邏輯、總結(jié)論與反思。 截至1995年李約瑟去世時，《中國科學(xué)技術(shù)史》共計有16個分冊已出版，其中有13個分冊為李約瑟及合作者共同撰著，另外3個分冊則由其合作者獨著，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，庫恩）、農(nóng)業(yè)（卷6.2，1984年，白馥蘭）。截至2019年8月，《中國科學(xué)與文明》系列叢書共計已出25個分冊，還有3個分冊正在寫作之中，即紡織機械分冊（卷5.8）、有色金屬分冊（卷5.10）和鹽業(yè)分冊（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價，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個方面：①深入揭示了中國文明對世界的貢獻(xiàn)，以及中國文明進(jìn)程與世界的密切聯(lián)系，改變了世界對中國的固有看法或成見；②率先對歐洲文明中心論提出挑戰(zhàn)，提醒世界應(yīng)當(dāng)公正評價非西方文明的價值和意義，肯定了包括中國在內(nèi)的非西方文明對現(xiàn)代科學(xué)在歐洲興起的巨大貢獻(xiàn)；③通過大量的比較研究，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？”在1969年出版的《大滴定：東西方的科學(xué)與社會》一書中，李約瑟提出了另一個重要的問題，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，沒有能在近代發(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”“李約瑟之謎”或“李約瑟悖論”。

李約瑟試圖從3個方面來回答這一問題：①地理因素。中國作為相對封閉而統(tǒng)一的農(nóng)業(yè)帝國，缺少如西歐所面對的日益增長的貿(mào)易和競爭壓力。②社會結(jié)構(gòu)和政治的因素。他指出：“若想解釋中國社會為何沒能發(fā)展出現(xiàn)代科學(xué)，最好先解釋中國社會為何沒能發(fā)展出商業(yè)的和工業(yè)的資本主義?！睋Q言之，在他看來，中國的封建官僚體制阻礙了商業(yè)和資本主義的發(fā)展，自然也就無法形成現(xiàn)代科學(xué)生長的土壤或基礎(chǔ)。③宗教、哲學(xué)或思想的因素。他認(rèn)為西方由來已久的自然法傳統(tǒng)，激發(fā)了機械宇宙觀的形成，與中國秉承的有機宇宙觀形成對照。而機械宇宙觀正是激發(fā)現(xiàn)代科學(xué)發(fā)生的動因之一。