Выпускник Главного педагогического института в Петербурге (1855), член-корр. АН (1876). Начал трудовую деятельность учителем симферопольской гимназии (1855), затем перевелся в Одессу. Приват-доцент Петербургского университета (1857). Командирован в Германию, работал в лабораториях Бунзена и Кирхгофа, участвовал в Международном конгрессе химиков в Карлсруэ (1860). Профессор Петербургского технологического института (1864-1866), профессор неорганической химии Петербургского университета (1867-1890). Будучи консультантом при морском министре по делам научно-технической лаборатории, получил высокий чин тайного советника (соответствовал званию генерал-лейтенанта) (1891).

Ученый хранитель Депо образцовых мер и весов (1892-1893), Управляющий Главной палатой мер и весов (1893-1907). На базе Депо в 1893 г. основал Главную палату мер и весов - первый научный метрологический центр России. Возобновил отечественные эталоны единиц массы - фунта и длины - аршина, сличив их с международными метром и килограммом. Воспроизвел национальную систему эталонов, соответствующую мировому уровню развития науки и техники; разработал и осуществил программу научных исследований в области метрологии, открыв в Главной палате мер и весов 10 новых научных лабораторий по различным видам измерений. Разработал основы теории измерений, теории точного взвешивания, теории погрешностей, физическую теорию весов. Автор и основной исполнитель реформы государственной службы мер и весов России (1899 г.). По его инициативе в 1900-1905 гг. были открыты 25 поверочных учреждений нового типа - поверочные палатки. Провел значительные работы, связанные с практическим переходом России на метрическую систему мер. Член МКМВ (1895-1901 гг.), почетный член МКМВ (1901-1907 гг.). Автор более 500 печатных работ, в том числе 60 - по метрологии.