Русский физик, основоположник отечественной сейсмологии, академик (с 1898 г.). Родился в Петербурге. Окончил Морскую академию в Петербурге (1886 г.) и Страсбургский университет (1890 г.). Преподавал в высших учебных заведениях Петербурга, одновременно заведовал физическим кабинетом Академии наук (с 1894 г.), который под его руководством со временем превратился в хорошо оборудованную лабораторию. С 1913 г.- директор Главной физической обсерватории.

Основные научные работы в области метеорологии и сейсмологии, причем последняя благодаря Голицыну превратилась в точную научную дисциплину. Решил задачу определения очага землетрясения по данным одной сейсмической станции, сконструировал первый электродинамический сейсмограф и разработал его теорию, создал много других сейсмических приборов, решил вопрос о скорости распространения сейсмических волн на различных глубинах Земли. Сейсмографами Голицына были оборудованы все русские и большинство зарубежных сейсмических станций.

Исследования Голицына посвящены также оптике, молекулярной физике и спектроскопии. Он первый ввел (1893 г.) понятие температуры теплового излучения, экспериментально проверил эффект Допплера для света, изучал критическое состояние вещества, осуществил ряд спектроскопических исследований. Был президентом Международной сейсмической ассоциации, членом Лондонского королевского общества (с 1916 г.), почетным членом многих научных обществ.