威廉·赫歇耳於1738年11月15日出生在德國漢諾威城。他的貢獻幾乎涉及到天文學的所有領域。在太陽係中，除了天王星外，他還發現了4顆衛星：天衛三、木衛四、土衛一和土衛二。
威廉·赫歇耳的父親是一位窮苦的樂師，在父親的熏陶下，赫歇耳從小就表現出很好的音樂才能，以後還在吹奏樂方麵有很高的造詣，15歲參軍並當了軍樂隊小提琴手。18歲那年，因戰爭流亡到英國，孤獨一人遠離家鄉，全靠以音樂謀生，收入十分微薄，隻能勉強糊口度日。
赫歇耳從小就酷愛讀書，他雖然是一位宮廷裏的雙簧管吹奏者，但仍然抓緊業餘時間如饑似渴地讀書，從不荒廢點滴時間。他讀的書很多，尤其喜愛數學、物理學和天文學。漸漸地對天文學抱有特殊的興趣，不久便成為一名天文愛好者。赫歇耳正式成為一名業餘天文工作者時，他已35歲了，各方麵都已比較成熟。他深知天文學是一門觀測的科學，因此，所製定的業餘天文工作的第一步計劃，便是自己動手，磨製天文望遠鏡。
1755年，赫歇耳離開軍隊偷渡到英國，從1771年起，成為天文愛好者。他與妹妹卡羅琳一起動手磨製鏡麵，經過多次失敗，於1744年安裝了一架口徑15厘米，長2.1米、放大40倍左右的牛頓式反射望遠鏡，並開始觀測星空，撰寫論。他對恒星在天空的分布情況特別感興趣，並認為確認恒星分布的唯一方法是要進行長期連續觀察。
1871年3月13日晚，赫歇耳在巡視天空，計數某一選定天區的恒星並記錄它們分布情況時，在雙子座中發現一顆他當時認為是彗星的天體，經過他和其他學者的進一步研究，他確定他發現了太陽係的一顆新行星，這就是天王星。這個發現轟動了世界，使赫歇耳一舉成名，1781年，他當選為皇家學會會員，榮獲科撲列勳章，並被聘為宮廷天文學家。1787年，他試製了一架焦距6.09米，口徑51厘米的望遠鏡，發現了天王星的兩顆衛星天衛三和天衛四，緊接著，他開始製作更大的望遠鏡，並在1789年製造成功，立刻發現了土衛一和土衛二。
為了事業，尤其是製造望遠鏡所需的巨大支出，他到50歲時才娶了一位非常富有又全力支持他工作的寡婦瑪麗為妻，所以他的獨子約翰出世時，他已是54歲的老人了。1821年英國皇家天文學會成立時，他眾望所歸地成為首任會長，後來還被冊封為爵士，1822年他與世長辭。有趣的是，他84歲的壽命恰恰正好就是他所發現的天王星繞太陽公轉一周的時間。
赫歇耳一生的最大願望是搞清楚“宇宙的構造”。為此，他花了大量的時間觀測、計數天上的恒星，他把天空分為683個區域，用望遠鏡巡查，一顆一顆數出各個方位上能看到的恒星，共計數了117600顆恒星，繪製出一個整體圖象，這是第一副銀河係結構圖。1782年，他編製了第一份雙星星表，先後發表了694對雙星，其中有511個是他本人發現的。1783年，他又發現太陽係向武仙座的本動，並計算出了相當精確的太陽本動向點。1800年，他仿照牛頓分解太陽光的方法，用溫度計去測量太陽光譜的各個部分，結果，他發現，溫度計置於光譜紅外端以外時，溫度計仍在上升，於是他發現了紅外線和太陽紅外輻射。
赫歇耳觀測天象50多年，他最先算出太陽以每秒17.5千米的速度運行。他還因發現太陽紅外線，開創了天文學的一個分支——彩色光度學。他研究了雙星，聚星和星團，推導出牛頓萬有引力定律同樣適用銀河係的結論，他還指出恒星間的年齡是不同的。這個觀點直到1950年才被確證。威廉·赫歇耳於1822年去世。作為家境寬裕，出身音樂世家的國際名人，他的死比伽利略，開普勒排場得多。