Er lernte Spiegelmacher und Glasschleifer. 1813 wurde er Leiter und Teilhaber des mechanisch-technischen Utzschneider-Instituts in Benediktbeuern, das mit der Herstellung von optischen Instrumenten, u. a. Spektrometern und Fernrohren, bekannt wurde. Er verbesserte die astronomischen Fernrohre, so daß es seitdem möglich ist, Durchmesser und Entfernung von Sonne und Planeten sowie die Länge der Lichtwellen zu messen. 1814 entdeckte er die nach ihm benannten dunklen Absorptionslinien im Sonnenspektrum. Fraunhofer, der 1819 eine Professur erhielt, war Mitglied der Bayerischen Akademie der Wissenschaften.