Alcide nacque in una famiglia di viaggiatori e amanti delle scienze naturali. Il padre Charles-Marie, impiegato in marina come medico, trasmise al figlio l'entusiasmo per la biologia, la zoologia e la botanica. Nel 1820, la famiglia si trasferì a La Rochelle; in questa città culturalmente attiva e sul mare Alcide avrebbe trovato tutti i mezzi per coltivare i propri interessi.
La sua prima passione furono gli animali microscopici che egli stesso denominò foraminiferi. La sua prima opera, su questo argomento, viene oggi considerata il fondamento della moderna scienza della micropaleontologia; tra l'altro, in essa descriveva oltre mille specie di foraminiferi, ponendo le basi su cui si fonda tuttora la loro classificazione.
Oltre ad aver fondato la micropaleontologia, d'Orbigny lasciò attraverso la sua opera un immenso corpus di conoscenze scientifiche in una quantità di settori. Attraverso la micropaleontologia applicata ai foraminiferi, fornì importanti indicazioni sui cambiamenti climatici della Terra in epoca preistorica. Fu un precursore della biogeografia e formulò la prima ipotesi di scala geologica dei tempi. Nei suoi viaggi classificò oltre 100.000 specie. Con le sue osservazioni nei campi della stratigrafia e della micropaleontologia contribuì sia alla tecnica della ricerca del petrolio che alla costruzione del tunnel sotto la Manica. Infine, le opere scritte in Sud America sono ricche di indicazioni antropologiche ed etnologiche
Opere
1826. Tableau méthodique de la classe des Céphalopodes. Annales de Sciences naturelles.
1834. Notice sur un nouveau Cétacé des rivières du centre de l'Amérique méridionale. Nouvelles Annales du Muséum d'Histoire naturelle, 3 : 28-36.
1835. Synopsis terrestrium et fluviatilium molluscorum, in suo per Americam meridionalem itinere. Magasin de zoologie, classe V, 61-62 : 1-44. (leggere in linea)
1835-1847. Voyage en Amérique méridionale. Pitois-Levrault, Paris (9 tomes, 11 volumes).
1837. Mémoire sur des espèces et sur des genres nouveaux de l'ordre des Nudibranches observés sur les côtes de France. Magasin de zoologie, classe V, 1-16, pl. 102-109.