Chimiste italien, partisans fervent de la théorie atomique, il fut l’un des premiers à établir la distinction entre les atomes et les molécules.
Ayant interprété les lois des rapports volumétriques de Gay-Lussac, il formula (indépendamment d’Amper) l’hypothèse qui porte son nom et selon laquelle des volumes égaux de gaz, à la même température et à la même pression, contiennent le même nombre de molécules.
La loi d’Avogadro relie la masse molaire à la densité d’un gaz, alors que le nombre d’Avogadro (nombre de molécules contenues dans une mole) est l’une des constantes les plus importantes en chimie.