Nasce a Baume, Costa d’Oro, il cinque marzo 1830. Nel 1860 si laurea in medicina a Parigi e comincia nello stesso anno un corso di fisiologia sperimentale. Nel 1864 fonda un laboratorio di fisiologia e mette a punto il cardiografo e lo pneumografo. Nel 1867 viene nominato professore supplente di storia naturale al Collège de France. Poco più tardi questa cattedra gli sarà conferita quale professore ordinario. Il nome di Marey è legato soprattutto all’applicazione del metodo grafico alla fisiologia sperimentale così che diventano visibili sia particolari relativi al tipo, all’intensità e alla durata di un qualsiasi movimento, sia movimenti dei quali, senza strumentazione, si può supporre ma non provare l’esistenza. Insignito della Legion d’onore nel 1900, muore a Parigi il 15 maggio 1904.