John Herschel est l'unique enfant de William Herschel et de Mary Badlwin Pitt, il est né à Slough, le 7 mars 1792. Il reçoit une excellente éducation et mène une vie de bourgeois. John œuvre dans plusieurs disciplines scientifiques. Célèbre, dans les milieux scientifiques, on ne l'apprécie pourtant, à sa juste valeur, qu'après sa mort où l'on constatera alors que les apports de John Herschel à l'astronomie de l'hémisphère Sud correspondent à ceux de son père pour l'hémisphère Nord. À l'âge de 17 ans, John entre au Saint John's College, où il dévore les ouvrages mathématiques.
Aidé de trois amis, il fonde l'Analytical Society, voulant ainsi populariser les méthodes d'analyse utilisées en Europe. Dans cette optique, ils traduisent le Traité de calcul différentiel et de calcul intégral, de Lacroix.
En 1813, suite à cinq publications sur les mathématiques, il devient membre de la Royal Society. En 1816, il obtient une maitrise de Cambridge et quitte définitivement cette institution.
Il commence sa carrière scientifique par une suite d'une série de conférences où il assiste son père, âgé de 78 ans. Ce dernier désire ardemment voir son travail continué et il compte fermement sur son fils qui vient à l'astronomie probablement par dévotion filiale.
Les intérêts de John sont divers, la polarisation, la biréfringence, l'interférence de la lumière et des ondes sonores et l'analyse spectrale.
Pendant la première moitié des années 1820, il effectue plusieurs séjours en Europe.
En 1821, il visite la France, la Suisse, l'Italie, en 1824 il retourne en France et en Italie, puis il séjourne en Allemagne. La rencontre avec plusieurs scientifiques l'amène à faire quelques expériences de physique, de géologie et de météorologie. Il poursuit l'œuvre de son père sur les étoiles doubles. Aidé de J. South, il publie, en 1824, un catalogue de 380 étoiles doubles.
Il participe activement à la Royal Society, la British Association for Advancement of Science et l'Astronomical Society.
En 1816, il gère six catalogues de 3 346 systèmes d'étoiles, nébuleuses, amas, étoiles doubles, et écrit plusieurs articles scientifiques pour des encyclopédies.
À 40 ans, il est déjà célèbre, ayant accumulé toutes les distinctions possibles dans son domaine.
Un de ses amis souhaite qu'il doit se marier et lui trouve même une épouse, Margaret Brodie Stewart, fille d'Alexander Stewart. Herschel est de 18 ans son aîné, mais il est séduit par sa fière allure, son charme et son fort caractère. Ils auront 12 enfants.
Le 13 novembre 1833, Herschel, sa femme, trois de leurs enfants, une infirmière et un artisan partent pour une expédition astronomique au Cap de Bonne Espérance.
En 1838, aidé de Thomas Maclean, il accumule des données sur 1 707 nébuleuses et 2 102 étoiles doubles. Il produit un atlas céleste de 3 000 cartes dans lequel on retrouve 68 948 étoiles. En plus de l'astronomie, il se préoccupe de botanique et de photographie. Son traité d'épistémologie "A preliminary discourse on the study of natural philosophy" de 1831, inspirera Charles Darwin qu'il rencontrera par hasard en Afrique du Sud.
Il modifie le système d'éducation de la colonie du Cap. Il est de retour en Angleterre le 15 mai 1838.
Ses publications subséquentes traitent des météorites ferreux, des étoiles variables et même de la structure de l'œil du requin.
Il s'intéresse à la chimie de la photographie et il réalise une première photographie sur plaque de verre, en 1839. On lui doit les termes " positif " et " négatif ".
Sir John Frederick William Herschel est mort le 11 mai 1871, comme son père, Sir William Herschel, fut un scientifique et un astronome britannique, célèbre.