Jussieu est né à Lyon. Il se rend à Paris pour étudier la médecine et obtient son diplôme en 1770. Il fut professeur de botanique au Jardin des Plantes de 1770 à 1826. Son fils Adrien-Henri devint également botaniste.

Dans son étude des plantes à fleurs, Genera plantarum (1789), Jussieu adopta une méthodologie basée sur l’utilisation de caractères multiples pour définir les groupes, une idée dérivée du naturaliste Michel Adanson. Il s’agit d’une amélioration considérable par rapport au système « artificiel » de Linné, dont l’ouvrage le plus populaire classait les plantes en classes et en ordres sur la base du nombre d’étamines et de pistils. Jussieu a conservé la nomenclature binomiale de Linné, ce qui a donné lieu à un ouvrage dont l’impact a été considérable ; de nombreuses familles de plantes actuelles sont encore attribuées à Jussieu. Dans son History of botanical science de 1981, Morton dénombre 76 familles de Jussieu conservées dans l’ICBN, contre seulement 11 pour Linné, par exemple. Écrivant sur le système naturel, Sydney Howard Vines a fait remarquer que

« La gloire de cette réalisation suprême appartient à Jussieu : il était l’homme capable qui est apparu précisément au moment psychologique, et ce sont les hommes qui apparaissent ainsi qui ont fait, et continueront à faire, toutes les grandes généralisations de la science. »

En 1788, il a été élu membre étranger de l’Académie royale des sciences de Suède. Il était membre de la loge maçonnique Les Neuf Sœurs.