Немецкий естествоиспытатель на русской службе, врач, ботаник, этнограф, путешественник, исследователь Сибири и Урала, адъюнкт химии и натуральной истории Петербургской Академии наук (30 августа 1727 года), профессор c 22 января 1731 года по 1 января 1748 года, действительный член Петербургской Академии наук. Натуралист академического отряда Великой Северной экспедиции.
По результатам исследований в Сибири им, в 1747—1769 годах, были изданы 4 тома книги «Флора Сибири», где даны описания 1178 видов произрастающих в Сибири растений. В 1751—1752 годах вышло «Путешествие по Сибири» в четырёх томах на немецком языке.
Академик и почётный член Стокгольмской академии наук.
Дядя Самуила Готлиба Гмелина (Гмелина-младшего), путешественника-натуралиста, и Иоганна Фридриха Гмелина, профессора медицины в Тюбингене и Гёттингене.