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곤충의 해부구조와 행동에 관한 연구로 유명하다. 가난한 농부의 아들로 태어나 독학으로 공부한 그는 1842년 프랑스 카르팡트라 리세의 교사로 임명되었고, 1843~51년 코르시카의 아작시오 리세에서 물리학을 강의했으며 1853년에 아비뇽 리세의 교사가 되었다.

파브르는 벌·호리허리벌 등의 벌목과 딱정벌레·갑충류·투구벌레 등의 딱정벌레목(Coleoptera), 그리고 메뚜기·귀뚜라미 등의 메뚜기목(Orthoptera) 곤충에 관한 중요한 연구를 했다.

파브르는 먹이의 자극에 대한 반응으로 나타나는 장수말벌의 마비 행동에 관한 자신의 관찰에 기초하여 곤충의 행동 유형으로서 유전적 본능의 중요성을 기술했다. 1866년 꼭두서니류 식물에서 발색물질을 분리했는데, 이는 후에 알리자린으로 밝혀졌으며 생물학적으로 유용한 염색약이 되었다.

그는 그동안의 관찰과 연구를 정리하여 많은 대중 과학서적을 저술했는데, 〈곤충일기 Souvenirs Entomologiques〉(10권, 1879~1907)가 그 대표적 저서이다. 비록 진화론을 받아들이지는 않았지만 그의 업적은 C. 다윈에 의해 높이 평가되었다.