Conclusi gli studi medici a Torino nel 1870, svolse la propria attività di ricerca prima presso il laboratorio fiorentino di Schiff (1871) e, successivamente, a Lipsia, dove apprese la tecnica del metodo grafico con Ludwig e Kronecker. Tornato in Italia, frequentò assiduamente l'Istituto di fisiologia di Torino, dove nel 1879 subentrò a J. Moleschott sulla cattedra di fisiologia. Tra le sue numerose ricerche, note a livello internazionale, quelle sul lavoro muscolare (La fatica, 1891), sui rapporti fra fenomeni psichici e fisiologici (La paura, 1884; La temperatura del cercello, 1894), sui problemi educativi (La riforma dell'educazione, 1898). Fu nominato senatore nel 1904.