Jean Felix Piccard y su hermano gemelo Auguste (que en 1931 realizó el primer vuelo en globo estratosférico en Europa) nacieron en Basilea, Suiza, el 28 de enero de 1884. Su padre, Jules Piccard, era Jefe del Departamento de Química de la Universidad de Basilea. Jean Felix obtuvo un doctorado en química orgánica en el Instituto Suizo de Tecnología de Zúrich en 1909. Trabajó en la Universidad de Múnich de 1910 a 1914, luego regresó a Suiza para enseñar en la Universidad de Lausana hasta 1916. Después de un año en el servicio más ligero que el aire del Ejército suizo, se convirtió en profesor asociado en la Universidad de Chicago, Illinois en 1916. Mientras estaba allí, Piccard conoció a su esposa y compañera de investigación, Jeannette Ridlon (ella misma una gemela idéntica) y se casaron en 1919. De 1919 a 1926, ambos enseñaron en la Universidad de Lausana, y luego regresaron a los Estados Unidos. De 1926 a 1929, enseñó química orgánica en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). Piccard se naturalizó ciudadano estadounidense en 1931.
En 1913, mientras aún estaba en Suiza, Jean Felix Piccard hizo su primer ascenso en globo, con su hermano, Auguste. En 1933, él y Auguste diseñaron la góndola estratosférica Century of Progress, construida por Dow Chemical Corporation para la Feria Mundial de Chicago. Jean Felix dirigió un equipo de investigación en el primer vuelo del Siglo de Progreso, realizando investigaciones de rayos cósmicos. El 23 de octubre de 1934, él y su esposa Jeanette hicieron el segundo ascenso en el Siglo de Progreso desde Dearborn, Michigan, alcanzando una altitud de 57,979 pies. Durante ese vuelo, llevaron a cabo más investigaciones de rayos cósmicos y también probaron un sistema de oxígeno líquido. Como resultado de sus experimentos, Piccard jugó un papel importante en el desarrollo de un convertidor de oxígeno líquido para su uso en globos y aviones de alto vuelo.
En 1936, el Dr. Piccard desarrolló y lanzó el primer globo de película plástica, que fue el precursor de todos los globos modernos. También ideó los primeros globos múltiples, y en 1937, hizo el primer ascenso tripulado en uno, subiendo a 11,000 pies usando un grupo de 92 globos unidos a una góndola de metal. A partir de 1945, Piccard trabajó con el diseñador de globos Otto Winzen para diseñar un globo de polietileno de gran altitud que tenía solo 1/1000 de pulgada de grosor. Más tarde desarrolló una ventana resistente a las heladas para góndolas de globos de gran altitud y aviones, y un sistema electrónico para vaciar bolsas de lastre. También fue instrumental en el diseño de globos de polietileno de gran altitud, que en las décadas de 1950 y 1960 permitieron vuelos tripulados exitosos a altitudes de más de 100.000 pies.
Jean Felix Piccard fue profesor de ingeniería aeronáutica en la Universidad de Minnesota desde 1936 hasta su jubilación en 1952. Murió en Minneapolis, Minnesota, el 28 de enero de 1963, cuando cumplía setenta y nueve años.