Nascido no seio de uma familia da aristocracia portuguesa em Santos, no Brasil, iniciou os seus estudos em casa e prosseguiu-os depois com o bispo de S. Paulo, Manuel da Ressureição, dono de uma vasta biblioteca. Como outros seus concidadãos com recursos, pôde em 1783 viajar para Coimbra, com o objectivo de ingressar na Universidade. Formou-se em Filosofia e em Leis e aos 26 anos já era membro da Academia das Ciências de Lisboa, cujo fundador o Duque de Lafões o protege, lê alguns dos grandes autores do tempo, como Leibnitz, Montesquieu, Voltaire, Locke e também autores clássicos como Vírgilio. A recente independência dos EUA entusiasma-o, vê na mesma a derrota do monstro que era o despotismo. Dois campos suscitam o seu interesse, a Filosofia Natural e a Matemática.
Concentra aí a sua atenção e nomeadamente na História Natural e na Minerologia, revelando igualmente uma faceta de poeta ao publicar sob o pseudónimo de Américo Elísio. Em 1790 casa-se e é encarregue por D. Maria I de efectuar uma viagem científica pela Europa com o objectivo de recolher o máximo de informações nas áreas da Química, Mineralogia, geologia, exploração mineira e metalurgia. A escola de Freiberg vai exercer nele uma enorme influência.
Missão cumprida, em 1801 regressa a Portugal e ocupa o lugar de Lente de Metalurgia em Coimbra, é uma época de intensa actividade, chega mesmo a ocupar 11 cargos distintos, entre os quais - Membro do Tribunal de Minas; Intendente Geral das Minas e Metais do Reino; Superintendente do rio Mondego e Obras Públicas de Coimbra; etc. Fazia também regularmente comunicações na academia e publicou diversas monografias.
Poderia pensar-se que atingira o auge da sua carreira, mas não era assim, em Coimbra lutava por reformas que ninguém queria fazer, existia uma grande resistência a ideias inovadoras e a adminstração pública era lenta e ineficaz. Escreveu em 1806 ao Conde de Linhares seu amigo dizendo:
Estou doente, aflito e cansado e não posso com tantos dissabores e desleixos. Logo que acabe o meu tempo em Coimbra e obtenha a minha jubilação, vou deitar-me aos pés de S.A.R. para que me deixe acabar o resto dos meus cansados dias nos sertões do Brasil, a cultivar o que é meu.
Em 1807 tenta, como muitos outros portugueses, levar uma vida normal face às invasões francesas, mas presenciando actos de pura prepotência, foi dos primeiros no ano seguinte a alistar-se no Batalhão Académico, onde empregou os seus conhecimentos no fabrico de pólvora e cartuchos para mosquetes. Posteriormente volta a alistar-se como soldado e vai subindo na hierarquia até chegar ao posto de comandante de batalhão e em 1810 recebe ordens para guarnecer Peniche onde fica até ao final da 3ª invasão.
Regressa ao Brasil em 1819, com 56 anos, muito mudara desde a sua partida, mas algumas coisas continuavam na mesma, empenhou-se na resolução de dois desses problemas - a questão dos índios e a abolição da escravutura. Não os conseguiu resolver, empenha-se no entanto a fundo na independência da sua pátria e é hoje reconhecido como o seu Patriarca.
À data da sua morte a 6 de Abril de 1838, entre os escassos bens que deixava, contava-se um de grande importância, uma biblioteca com cerca de 6.000 volumes
