Nació en Straubing, Baviera, en una familia pobre de vidriero. Quedó huérfano a los 11 años y se vio obligado a trabajar como aprendiz. Gracias a un accidente laboral y a la intervención del futuro rey Maximiliano I, tuvo la oportunidad de estudiar. Aprendió matemáticas y óptica de forma autodidacta. Trabajó en el Instituto Óptico de Benediktbeuern, donde fabricó los mejores telescopios y microscopios del mundo. No tenía educación universitaria formal, pero se convirtió en doctor honoris causa por la Universidad de Erlangen y miembro de la Academia Bávara de Ciencias. En su honor se nombró la Sociedad Fraunhofer, una de las mayores organizaciones de investigación aplicada de Europa.