Il effectue ses humanités au collège jésuite de Mantes puis, à partir de 1729, sa rhétorique au collège de Lisieux, à Paris. Après trois ans de théologie au Collège de Navarre, il devient maître ès arts puis bachelier en théologie.
En 1736, il devient l'élève de l'astronome Cassini ; il effectue ses premières observations astronomiques en mai 1737. En mai 1738, avec Maraldi, il effectue une longue campagne de relevés de la côte atlantique, entre Nantes et Bayonne. En juillet 1739, il participe avec Cassini de Thury à la mesure de la méridienne dans les Pyrénées, à partir de Perpignan.
Professeur de mathématiques au Collège Mazarin en novembre 1739, il entre à l'Académie des sciences le 8 mai 1741 comme adjoint et devient associé en 1745.
Il effectue une longue mission dans l'hémisphère austral, d'octobre 1750 à juin 1754, où il est envoyé pour mesurer l'arc du méridien. Il y fait peu d'observations dans le domaine de l'histoire naturelle mais rapporte une collection considérable, notamment d'oiseaux, utilisée en particulier par Mathurin Jacques Brisson (1723-1806).
Après avoir construit un observatoire astronomique au Cap (Afrique du Sud), il effectue en revanche un nombre impressionnant d'observations astronomiques. À la fin du séjour austral, de janvier 1753 à février 1754, il séjourne à l'île de France puis à l'île Bourbon, période au cours de laquelle il effectue un relevé géodésique de l'Île de France.
Il est membre des académies de Berlin, Stockholm, Bologne et Göttingen ; il devient membre de la Royal Society le 17 janvier 1760.