Голландский механик, физик и математик. Родился в Гааге. Учился в университетах Лейдена (1645—1647) и Бреды (1647—1649). В 1665—1681 жил в Париже, с 1681—в Гааге. Основные исследования относятся к теоретической и практической механике, математике, физике и астрономии. Изобрел (1657) часы с маятником; в монографии «Маятниковые часы» (1673) описал важнейшие открытия по динамике и теории часов. Вывел законы свободного падения тел, падения по наклонной плоскости, по циклоиде. Определил свойства циклоидального маятника. Установил, что в равноускоренном движении высоты падения тел относятся как квадраты приобретенных ими скоростей. Дал одно из решений задачи удара неупругих тел. Нашел вид и положение эволюты циклоиды. В теории физического маятника решил задачу об определении центра качаний. Установил закон о распространении колебаний (принцип Гюйгенса). Исследовал теорию центробежной силы и рассмотрел движение конического маятника. Гюйгенсу принадлежит изобретение часового баланса (его приоритет оспаривал Р. Гук); часы с балансом были изготовлены в 1674 по его указаниям часовщиком Тюре. Создал ряд приборов, относящихся к часовым механизмам, предложил проект «планетной машины», которая должна была с помощью системы зубчатых зацеплений воспроизводить движения тел Солнечной системы. При этом он разработал теорию цепных, или непрерывных, дробей.
В области математического анализа нашел (1651) квадратуры гиперболы, эллипса и круга, в геометрии разработал (1654) теорию эволют и эвольвент, исследовал циклоиду, логарифмическую и цепную линии. Написал одну из первых работ по теории вероятностей «О расчетах при игре в кости» (1657). Одновременно с Гуком установил постоянные термометра — точки таяния льда и кипения воды. Сконструировал окуляр, разработал волновую теорию света (1690). В трактате «О свете» (1690) рассмотрел явление двойного лучепреломления, открытое в 1669 Э. Бартолином в кристаллах исландского шпата. Для исследований по астрономии построил модель планеты, предположив, что вся масса последней сосредоточена в ее центре; изучал движение спутников Сатурна. Сторонник теории о множественности миров и их обитаемости.
Первый иностранный член Лондонского королевского общества (с 1663), член Французской АН (с 1666), ее первый президент (1666— 1681).