Christiaan Huygens wurde 1629 als zweiter Sohn von Constantijn Huygens, Dichter und Sekretär zweier Prinzen von Oranien, geboren. Der Vater hatte seinen Söhnen eine Diplomatenlaufbahn zugedacht und schickte sie zum Studium der Rechts- und der Kriegswissenschaft zunächst nach Leiden und später nach Breda. Christiaans Interesse aber galt der Mathematik, der Physik und der Astronomie. Schon als Kind weigerte er sich, lateinische Verse zu schreiben. Lieber bastelte er an Modellen von Windmühlen, baute kleine Maschinen und beobachtete die Kreiswellen, die entstanden, wenn er einen Stock ins Wasser warf.
Bereits in jungen Jahren korrespondierte Christiaan mit angesehenen Gelehrten im Ausland über die verschiedensten Fragen. Der französische Philosoph, Physiker und Mathematiker Mersenne schrieb 1647 an Vater Constantijn: "Wenn er so weitermacht, wird er eines Tages noch Archimedes übertreffen." So kam es, dass sein Vater ihn fortan und zeit seines Lebens "mein Archimedes" nannte.
Huygens war regelmäßig in England und auch in Frankreich, wo er 1655 promovierte und 1666 zum ersten Direktor der Académie Royale des Sciences ernannt wurde. Die Berufung in dieses Amt illustriert die Bedeutung, die man dem Werk und den Ideen Huygens' international beimaß. Von 1681 bis zu seinem Tode wohnte er abwechselnd auf dem von seinem Vater entworfenen Herrenhaus Hofwijck in Voorburg und am Plein in Den Haag.
Christiaan bewunderte Descartes, den "Vater der modernen Philosophie", der sich in seinem Denken nicht auf überkommene Lehrmeinungen und Theorien stützte, sondern vielmehr selbst experimentieren, beobachten und Gesetze formulieren wollte. Diese neue Art des akademischen Arbeitens ging als "wissenschaftliche Revolution" in die Geschichte ein. Auch Huygens setzte auf ständiges Beobachten, Experimentieren und Überprüfen der gewonnenen Erkenntnisse.
Christiaan Huygens erwarb sich auf verschiedenen Feldern Verdienste, so auf dem Gebiet der Mathematik mit Schriften unter anderem zur Quadratur des Kreises und in der Physik mit Studien zur Fall- und Pendelbewegung, die 1656 in der Erfindung der Pendeluhr resultierten, Huygens' wohl berühmtester Leistung. Weiter befasste er sich mit der Anfertigung und beständigen Verbesserung von Schiffsuhren. Für die Navigation auf hoher See war die zuverlässige Kenntnis der genauen Uhrzeit unentbehrlich.
Zusammen mit seinem dreizehn Monate älteren Bruder Constantijn, mit dem ihn ein enges freundschaftliches Verhältnis verband und mit dem er rege korrespondierte, beschäftigte sich Christiaan mit dem Schleifen von Linsen für Mikroskope und astronomische Teleskope. Mit einem solchen Fernrohr entdeckte er 1655 den Saturnmond Titan als ersten Mond dieses Planeten. Wenig später fand er auch eine Erklärung für jene merkwürdigen "Ohren", wie frühere Gelehrte den Ring um den Himmelskörper beschrieben hatten. Christiaan lüftete das Geheimnis und teilte seine Erkenntnisse führenden Astronomen in Europa mit. Über den Saturnring und den Mond Titan schrieb er einmal: "Sie bleiben Zeugen meines Geistes. Die Namen, die ich an den Himmel schrieb, werden auch nach meinem Tode noch davon künden."