Pančić je rođen 1814. godine u siromašnoj seljačkoj porodici u mestu Ugrine u tadašnjoj Austrougarskoj, a današnjoj Hrvatskoj.
Pošto se pokazao kao vrstan učenik, stric mu je obezbedio stredstva i upisao ga 1830. godine u višu školu u Zagrebu, gde je Pančić izabrao da studira filozofiju.
Nastava mešovitog tipa, kao i nedostatak prirodnih nauka mu se nije svideo, pa se prebacio na studije u Pešti.
Stric mu je slao mesečnu pomoć za studije medicine u Pešti, ali ta pomoć nije bila dovoljna, pa je Pančić bio prinuđen da drži privatne časove, što mu je produžilo studije na deset godina.
Svoju doktorsku disertaciju, na temu o botaničkim sistemima (Taxilogia botanica ) kod profesora Josipa Sedlara, uradio je i odbradnio 1842. godine.
Nakon završene medicine, najpre je bio lekar u Budimu, ali kako su bogati pacijenti tražili iskusne lekare, posao nije nekao najbolje.
Zbog toga je dve godine radio kao privatni učitelj u malom gradiću Ruksbergu, u severnom Banatu.
Sa inženjerima rudarstva, silazio je u rudarska okna, gde je sakupljao i klasifikovao stene i minerale, a sakupljao je i biljke za svoj herbarijum.
U Srbiji je potom živeo od 1846. godine, do smrti 1888. godine.
1847. godine počinje da radi kao okružni lekar u Jagodini, a ubrzo zatim je premešten za okružnog lekara u Kragujevcu. Za to vreme je, pogađate, sakupljao biljke za herbarijum, i proučavao biljni svet okoline, Crni vrh, Ozren, Rtanj. Istovremeno se bavio ispitivanjem lekovitosti, tj. balneologijom naših biljaka. Proučavao je Aleksinčku, Bukovičku, Selters banju, mineralne izvore kod Požarevca i druge…
1849. godine oženio se Ljudmilom Milevom.
1853. godine izabran je za profesora na odeljenju za jestastvenicu (prirodne nauke) u Liceju u Beogradu.
1853. godine društvo srpske slovesnosti ga je pozvalo da preduzme botaničko putovanje po srbiji, i dalo mu je novčanu pomoč.
1860. godine je u glasniku srpske slovesnosti je objavio svoje radove, a svoj herbarijum je ustupio Velikoj školi iste godine. Danas se njegov herbarijum čuva u botaničkoj bašti u Beogradu.
Zbog nedostatka udžbenika na Srpskom jeziku, izdaje svoj prvi udžbenik „Jestatatvenica za učenike Velike škole - I deo: zoologija“ 1864 godine, nakon čeka izdaje još par udžbenika.
Osnovao je kabinete za botaniku, zologiju i geologiju, i šest puta je bio biran za rektora Velike škole.
1880. izabran je za predsednika glavnog prosvetnog saveta ministarstva prosvete.
Začetnik je srpskog planinarstva, i na Tari je otrkio novu vrstu četinara, koja nosi njegovo ime, Pančićeva omorika (Picea omorica).
Potraga za omorikom je trajala od 1855 godine, ali potvrdu za njeno postojanje imao je tek 1877. godine.
Na kraju svog kapitalnog dela 1865 godine, izneo je zaključak o njenoj neobično bogatoj flori, najviše zbog biljaka i monolita koji pripadaju samo njoj, kao i mnoštvu vrsta koje potiču sa istoka.
Pored biljaka je intenzivno proučavao u faunistički materijal, ribe, ptice, insekte, i napisao je nekoliko monografija, koja predstavljaju fundamentalna dela iz oblasti prirodnih nauka kod nas.