Cassini de Thury nació en Thury-sous-Clermont (Oise) en 1714.
Fue el segundo hijo de Jacques Cassini and Suzanne Françoise Charpentier de Charmois.
Al mismo tiempo, era nieto de Giovanni Domenico Cassini y sería el padre de Jean-Dominique Cassini, conde de Cassini.
En 1735 se convierte en miembro de la Academia de las Ciencias de Francia como astrónomo adjunto supernumerario, en 1741 se convierte en astrónomo adjunto y, finalmente, en 1745 sería ya miembro pleno.
Superó la posición oficial de su padre en 1756 y continuó las operaciones de reconocimiento heredadas.