Родился в Ницце (Франция), выходец из знатной аристократической семьи. Английский физик и химик, член Лондонского Королевского общества. В 1753 г. окончил Кембриджский университет. Научные исследования проводил в собственной лаборатории.
Работы Кавендиша в области химии относятся к пневматической (газовой) химии, одним из создателей которой он является. Выделил в чистом виде углекислый газ и водород, подробно изучил свойства водорода. Установил основной состав воздуха как смесь азота и кислорода. Открыл новый газ – азот, но не опубликовал свое открытие. Получил воду из одной части водорода и одной части кислорода, но не сделал вывода, что вода – сложное вещество. Получил оксиды азота при пропускании электрического разряда через смесь азота и кислорода.
Работы Кавендиша в области физики во многих случаях предвосхитили более поздние открытия. Закон, согласно которому силы электрического взаимодействия обратно пропорциональны квадрату расстояния между зарядами, был открыт им в 1767 г., на десять лет раньше французского физика Ш.О. Кулона. Экспериментально установил влияние среды на емкость конденсаторов и определил значение диэлектрических постоянных ряда веществ. Определил силы взаимного притяжения тел под влиянием тяготения и вычислил тогда же среднюю плотность Земли. О работах Кавендиша в области физики стало известно лишь в 1879 г., после того как английский физик Дж. Максвелл опубликовал его рукописи, находившиеся до этого времени в архивах.
Именем Кавендиша названа организованная в 1871 г. физическая лаборатория в Кембриджском университете.