Английский физик, член Лондонского королевского общества (с 1921 г.). Родился в Харборне. Окончил Бирмингемский университет, где работал в 1903 -1908 гг.; с 1921 г. - в Кавендишской лаборатории.

Научные исследования относятся к атомной физике и химии. В 1919 г. сконструировал масс-спектрограф и с его помощью в этом же году убедительно доказал наличие изотопов у хлора и ртути. В последующие годы открыл большое количество (212) стабильных изотов у многих химических элементов и изучил их закономерности (Нобелевская премия по химии, 1922 г.). Показал, что большинство устойчивых элементов являются смесью изотопов. В 1913 г. предложил метод газовой диффузии для разделения изотопов, а в 1919 г.- электромагнитный метод. В 1925 г. сконструировал второй спектрограф еще большей разрешающей силы, а в 1937 г.- третий, точность которого была еще выше. Измеряя атомные веса, Астон показал, что атомный вес ядра не равен сумме весов, входящих в него частиц, а меньше этой величины на несколько десятых процентов. По мнению Астона, когда несколько протонов соединяются, образуя атомное ядро элемента, часть их массы «переходит» в энергию связи ядра. Это явление он назвал «эффектом упаковки» (дефект массы). Измерив массы ряда изотопов и определив дефекты их масс, он в 1927 г. построил первую кривую упаковочных коэффициентов, характеризующую энергию связи атомных ядер. Открыл в 1931 г. изотоп уран-238.

Иностранный член-корреспондент АН СССР (с 1924 г.).