entré à l'Ecole Polytechnique en 1811, élève de l'Ecole des Mines en 1813, il fut nommé en 1818 adjoint à l'Inspecteur des études et Conservateur des collections de l'Ecole qu'il n'allait plus quitter: Professeur assistant de Minéralogie en 1827, Professeur en 1835, et enfin Directeur de 1847 à sa mort, de plus, en 1847, il avait succédé à Brongniart dans la chaire de minéralogie du Muséum. Il était membre de l'Académie des Sciences depuis 1840. A cette brillante carrière, Dufrénoy ajouta une oeuvre scientifique remarquable se répartissant entre la géologie et la minéralogie. Géologue, il fut avec son collègue Elie de Beaumont chargé par Brochant de Villiers de réaliser la carte géologique de la France qui devait servir d'instrument fondamental pour la recherche des substances minérales utiles, suivant en cela l'exemple des anglais qui avaient déjà publié une carte géologique dès 1815. Dufrénoy et Elie de Beaumont furent ainsi les premiers géologues cartographes français officiels et leur travail fut le point de départ de toutes les études de cartographie géologique ultérieures. Dufrénoy fut également un grand minéralogiste aimant les collections. C'est d'ailleurs grâce à son influence que le Muséum fit l'acquisition de la collection Haüy, précieux trésor historique riche de 8 000 échantillons qui avait été vendue en Grande Bretagne à la mort du génial fondateur de la cristallographie. Au cours de sa vie, il décrivit plusieurs nouvelles espèces, dont l'arséniosidérite, la gédrite, la pentlandite, ainsi qu'un certain nombre de variétés.
Mais l'oeuvre minéralogique capitale de Dufrénoy fut son Traité de minéralogie en 4 volumes (Paris, 1844-1847). Le grand retentissement des découvertes d'Haüy avait fait attacher une importance prépondérante aux critères de détermination purement cristallographiques, les substances minérales ne se présentant pas bien cristallisées, étant alors dédaignées. Une réaction se produisit ensuite, menée par Beudant et surtout par le suédois Berzelius qui affirmait que la seule base scientifique réelle de toute description d'un minéral était la chimie, la minéralogie ne devenant ainsi qu'une branche accessoire de cette discipline. Dufrénoy, à la fois naturaliste, remarquable cristallographe et chimiste averti, considéra à juste titre que toute définition correcte d'une espèce minérale ne pouvait se faire qu'en associant cristallographie et composition chimique. C'est dans cet esprit qu'il réalisa son Traité; le premier volume contient un exposé théorique de cristallographie géométrique et physique, puis une description des méthodes chimiques de détermination. Les trois volumes suivants sont consacrés à la description des espèces en donnant les formes cristallines caractéristiques et la composition chimique. Comme le disait Lacroix en 1931 (Mémoires de l'Académie des Sciences): ''ce Traité de minéralogie ne ressemble pas à ceux d'aujourd'hui; non seulement il est utile à consulter, mais encore il peut être lu, car s'il est savant, il n'est pas ennuyeux. Il a contribué à développer en France le goût pour les minéraux, à entretenir le feu sacré des amateurs, jadis nombreux, qui les recueillaient et les collectionnaient; ainsi ils faisaient avancer, la Science, ne fût-ce qu'en servant de pourvoyeur aux spécialistes. Il faut reconnaître que cette espèce de naturaliste devient de plus en plus rare. Les incessants progrès des sciences concourant à la connaissance de la matière minérale, et qui sont d'un si puissant intérêt, attirent les chercheurs, mais en restreignent fatalement le nombre. Ceux qui restent s'éloignent chaque jour davantage de la nature pour se confiner dans des laboratoires bien équipés. Il faut savoir gré aux auteurs qui savent conserver une juste mesure et, dans leurs écrits, ne pensent pas uniquement aux initiés. Dufrénoy fut un de ceux-là''. Ces remarques peuvent encore être utilement formulées pour certains ouvrages ''minéralogiques'' actuels.