에드먼드 핼리는 런던 해거스턴에서 성공한 비누 제조업자이자 부동산 소유주였던 부친 밑에서 태어났다. 영국 상업의 중심지 가까이에서 성장하며 책과 기구, 교육받은 멘토들에게 일찍부터 접근할 수 있었다.

그는 퀸스 칼리지에 들어가 과학혁명기의 활발한 수학·천문학 연구 속에서 공부했다. 핼리는 천문 관측 기구를 직접 만들고 사용하며, 평범한 학부 수준을 넘어서는 실무적 능력으로 지도교수들을 놀라게 했다.

왕립학회의 후원과 왕실 천문학자 존 플램스티드의 지원을 받아, 그는 학위 마무리보다 현장 관측을 선택했다. 북반구에서는 볼 수 없는 별들의 위치를 재기 위해 세인트헬레나로 항해했다.

세인트헬레나에서 그는 육분의와 망원경을 사용해, 좋지 않은 날씨와 기구의 한계 속에서도 밝은 남쪽 별들의 정확한 위치를 기록했다. 그의 관측은 이전의 별 목록과 대륙 천문학자들의 자료를 대조·개선하는 데 목적이 있었다.

영국으로 돌아온 그는 남반구의 별 341개를 담은 목록을 출판해 왕립학회에서 빠르게 찬사를 받았다. 이 작업은 유럽의 통상적 관측 범위를 넘어 신뢰할 수 있는 별지도를 확장함으로써 항해와 천문학 모두에 기여했다.

이례적으로 젊은 나이에 그는 왕립학회 회원으로 선출되며 영국을 대표하는 자연철학자들 사이에서의 지위를 인정받았다. 이 인연은 로버트 훅, 크리스토퍼 렌, 플램스티드 등과 연결되는 학술 네트워크로 이어졌다.

그는 유럽을 여행하며 파리에서 시간을 보내고, 파리 천문대의 주요 천문학자들과 방법과 자료를 교환했다. 이 교류는 그의 과학적 시야를 넓히고 정밀 측정과 이론에 대한 관심을 더욱 날카롭게 만들었다.

핼리는 1682년에 나타난 밝은 혜성을 면밀히 관측하고, 1531년과 1607년에 기록된 혜성들의 궤도와 비교했다. 놀라운 유사성을 확인한 그는 이들이 하나의 주기 혜성이 반복해 나타난 것이라는 주장을 쌓아가기 시작했다.

런던에서 그는 크리스토퍼 렌과 로버트 훅과 함께 케플러의 행성 운동을 설명할 힘의 법칙이 무엇인지 토론했다. 이후 케임브리지의 아이작 뉴턴을 찾아가자, 뉴턴은 이미 역제곱 법칙의 결과를 도출했다고 밝혔다.

왕립학회의 재정이 빠듯해지자, 핼리는 직접 편집과 서신 왕래, 인쇄 준비를 맡아 뉴턴의 대작 출판을 책임졌다. 그의 외교적 조율은 갈등을 누그러뜨려, 기념비적 저작이 온전한 형태로 학계에 전달되도록 했다.

1687년에 책이 출간되며 천체역학이 새롭게 정립되고 뉴턴의 권위가 유럽 전역에서 강화되었다. 핼리는 단지 천재를 지켜본 사람이 아니라, 조직자이자 옹호자로서 뉴턴 과학을 구축한 핵심 인물이었다.

핼리는 브레슬라우의 출생·사망 기록을 분석해, 과학적 근거를 갖춘 초기 생명표 가운데 하나를 만들었다. 이 결과는 정부와 보험가에게 추측이 아닌 정량화된 위험을 바탕으로 종신연금 가격을 산정할 실용적 토대를 제공했다.

해군 원정에 임명된 핼리는 파라모어 함의 함장으로서 대서양과 남쪽 해역을 항해하며 자기 편각을 측정했다. 이 항해는 선박 운용과 과학을 결합해, 항해술을 개선하고 체계적 지구물리 조사에 대한 관심을 촉진하는 자료를 남겼다.

그는 선상 관측 자료를 바탕으로 자기 변화가 같은 지점을 잇는 선을 표시한 지도를 발표했는데, 이는 과학에서 주제 지도를 활용한 초기 사례였다. 이 지도들은 항해자가 나침반 오차를 보정하는 데 도움을 주었고, 지구 자기장이 전 지구적으로 일관된 구조를 가진다는 점을 보여 주었다.

핼리는 새빌리언 기하학 교수가 되어, 수학과 천문학의 주요 공적 인물로서 옥스퍼드로 돌아왔다. 이 자리는 그에게 안정과 영향력을 제공해 교육·출판·국가 과학 사업 자문을 지속할 수 있게 했다.

프톨레마이오스의 고대 별 위치와 당시의 현대 측정을 비교하던 핼리는, 시리우스와 아르크투루스, 알데바란의 위치가 눈에 띄게 이동했음을 확인했다. 이는 일부 별들이 공간을 가로질러 움직인다는 사실을 보여 주며, 변하지 않는 천구라는 관념을 흔들었다.

플램스티드 시대 이후의 제도적 혼란을 거쳐, 핼리는 그리니치 왕립천문대의 왕립 천문학자로 임명되어 지도력을 맡았다. 그는 항해·시각 표준·뉴턴 과학의 더 큰 기획을 뒷받침하기 위해 정기 관측에 집중했다.

말년에 그는 그리니치에서의 일상 업무에서 물러났으며, 오랜 기간의 달·행성 관측을 감독한 뒤였다. 그의 기록과 방법은 해양 강국 영국을 지원하는 국가 과학 도구로서 천문대의 역할을 더욱 굳건히 했다.

핼리는 망원경 관측에서 수학적 물리학으로 이어지는 근대 천문학의 부상을 가로지르는 생애 끝에 세상을 떠났다. 그는 성 마거릿 교회에 묻혔고, 자신이 예측한 혜성과 뉴턴의 대작에 얽힌 유산을 남겼다.