Родился в Штраубинге, Бавария, в бедной семье стекольщика. Осиротел в 11 лет и был вынужден пойти в подмастерья. Благодаря несчастному случаю на производстве и вмешательству будущего короля Максимилиана I получил возможность учиться. Самостоятельно освоил математику и оптику. Работал в Оптическом институте в Бенедиктбойерне, где создавал лучшие в мире телескопы и микроскопы. Не имел формального высшего образования, но стал почётным доктором университета Эрлангена и членом Баварской академии наук. В его честь названо Общество Фраунгофера — одна из крупнейших организаций прикладных исследований в Европе.