Comenzó sus estudios de medicina en Edimburgo en 1795, doctorándose en 1807.
Pero la mala salud le impidió la práctica de la medicina y se dedicó a la investigación química, fundamentalmente sobre gases.
En uno de sus principales trabajos, describió experimentos sobre la cantidad de gases absorbidos por el agua a diferente temperatura y presión.
Sus resultados se conocen como la Ley de Henry.
También investigó sobre el grisú, el gas de alumbrado y el poder desinfectante del calor.