Nascido na Inglaterra, Dyson passou a maior parte da sua carreira e vida nos EUA, trabalhando no Instituto para Estudo Avançado, em Princeton – mesma instituição que acolheu Albert Einstein depois que ele deixou a Europa, em 1933.
Visionário, ele talvez seja mais conhecido pelo conceito da esfera de Dyson, uma hipotética construção a ser promovida por civilizações avançadas para capturar grande parte da energia de sua estrela-mãe, ao envelopá-la em um conjunto imenso de painéis solares. Dyson deu popularidade à ideia em 1960, ao sugerir uma busca por estruturas desse tipo por meio do inevitável excesso de radiação infravermelha que gerariam.