Studiował fizykę na Uniwersytecie w Pizie oraz na La Sapienza, którą ukończył w 1964. W latach 1966–1973 przebywał w Stanach Zjednoczonych, pracował na Cornell University, a potem w Institute of Space Astrophysics of the National Research Council, zajmując się fizyką wysokich energii. W 1967 opublikował hipotezę zakładającą, że gwiazdy neutronowe z silnym polem magnetycznym mogą wytwarzać duży strumień cząstek relatywistycznych[1]. Odkrycie pulsarów potwierdziło słuszność jego założeń.
W 1975 Pacini, wraz z Martinem Harwitem podjęli próbę wyjaśnienia promieniowania w zakresie podczerwieni, emitowanego przez niektóre galaktyki, tłumacząc je intensywnym procesem tworzenia nowych gwiazd[2].
↑Franco Pacini. Energy Emission from a Neutron Star. „Nature”. 216, s. 567 - 568, 11 listopada 1967. DOI: 10.1038/216567a0.
↑Franco Pacini, Martin Harwit. Infrared galaxies - Evolutionary stages of massive star formation. „Astrophysical Journal”. 200, s. L127-L129, 15 września 1975. DOI: 10.1086/181913.
