Nació el 20 de Septiembre de 1842 en Kincardine (Escocia). Fue un brillante físico  y químico británico, conocido sobre todo por su trabajo en los fenómenos a baja temperatura. Estudió en la Universidad de Edimburgo. Fue profesor de filosofía natural experimental en la Universidad de Cambridge en 1875 y profesor de química en la Institución Real en 1877.

Estudió el calor específico del hidrógeno y fue la primera persona en obtener hidrógeno en forma líquida. Inventó el vaso Dewar, la primera botella aislante o termo. Consistía en un envase para almacenar las sustancias calientes o frías, es decir, aire líquido. Hay dos frascos, uno dentro del otro, separados por un vacío. El vacío reduce casi totalmente la transferencia del calor, previniendo un cambio de temperatura. Las paredes son de cristal, ya que es un conductor pobre del calor; las superficies se alinean generalmente con un metal reflexivo, para reducir la transferencia de calor por la radiación. El termo común es una adaptación del frasco o vaso de Dewar. También inventó la cordita, junto con el químico británico sir Frederick Abel, una  pólvora sin humo.

Se hizo presidente de la asociación británica en 1904. Murió en 1923.

Lourdes Piles