Promotion (1846) mit einer mathematischen und Habilitation (1847) mit einer elektrochemischen Arbeit in Bonn, 1856 o. Professor für Physik und Chemie, ab 1877 nur für Physik an der Akademie in Münster i. W. Wegen Krankheit von 1889-1902 emeritiert, übernahm er nochmals die Professur.

Er war ein genialer Experimentator. Von seinen elektrochemischen Entdeckungen wurden die "Hittorfschen Überführungszahlen" grundlegend für die Theorie der Elektrolyse. In den Arbeiten über die elektrische Leitung in Gasen werden die "Sondenmethode" entwickelt, die Ionenleitung, die druck- und spannungsabhängigen Spektra der Gase und vor allem der "Glimmstrahl" (später Kathodenstrahl genannt) und dessen magnetische Ablenkung entdeckt (1869), welche entsprechend seiner Voraussage nach 30 Jahren zur Aufklärung des "elektrischen Stroms" mit J. J. Thomsons Entdeckung des Elektrons führte.