Né à Montbéliard (Franche-Comté), le 25 août 1769.
Il était protestant. Il créa la classification zoologique et la paléontologie et posa la loi de la corrélation des formes. Membre de l'Institut en 1796, dans la section des sciences physiques, il fut secrétaire perpétuel de sa classe en 1803, directeur du Jardin des Plantes, professeur d'histoire naturelle et d'anatomie comparée au Collège de France en 1800, professeur au Muséum, membre de toutes les sociétés savantes du monde ; il obtint un prix décennal de l'Institut en 1810 : Napoléon le chargea de missions relatives à l'instruction publique et lui confia des fonctions universitaires ; il fut conseiller d’État sous Louis XVIII et pair de France en 1831.
Élu en remplacement de Monseigneur de Roquelaure le 4 juin 1818, il fut reçu par Raymond de Sèze le 27 août suivant. Il combattit la proposition Lacretelle en 1827 et reçut Lamartine en 1830 ; il était membre de l'Académie des Inscriptions. Flourens a écrit l'Histoire des travaux de Cuvier.
Mort le 13 mai 1832.