Geofísico y metereólogo alemán, el primero en sugerir que la Tierra tuvo en principio un solo continente que se resquebrajó por razones desconocidas dando lugar a los actuales continentes, y que estos siguen sujetos a un movimiento de deformación y deriva.
Nació en Berlín. Estudió en Heidelberg, Innsbruck y Berlín. Fue profesor de meteorología en las universidades de Hamburgo y de Graz. Aunque doctorado en astronomía, muy pronto se interesó por la geofísica y las entonces incipientes ciencias de la meteorología y la climatología. Pionero en el uso de globos aerostáticos para el estudio de las corrientes de aire, a lo largo de su vida realizó tres expediciones de observación meteorológica a Groenlandia, la primera de 1906 a 1908 con Mylius Erichsen, la segunda de 1912 a 1917 junto a Lauge Koch, y la tercera en 1929; en esta última perdió la vida cuando viajaba de la estación Elsmitte a la costa oeste.
Su nombre quedará asociado para siempre a la teoría de la deriva continental, que le ocasionó muchos sinsabores en vida. En 1911 se interesó por el descubrimiento de restos fósiles de vegetales de idénticas características morfológicas hallados en lugares opuestos del Atlántico. La paleontología ortodoxa explicaba tales fenómenos recurriendo a hipotéticos "puentes" de tierra firme que en su día unieron las diferentes masas continentales. Las similitudes entre los perfiles opuestos de los continentes de América del Sur y África le sugirieron la posibilidad de que la igualdad de la evidencia fósil se debiera a que ambos hubieran estado unidos en algún momento del pasado geológico terrestre.
En 1915 expuso los principios de su teoría en "El origen de los continentes y los océanos", que amplió y reeditó en 1920, 1922 y 1929. Según Wegener, hace unos 300 millones de años los actuales continentes habrían estado unidos en una sola gran masa de tierra firme que denominó Pangea, la cual, tras resquebrajarse por motivos ignorados, habría originado otros nuevos continentes terrestres sujetos a un movimiento de deformación y deriva que aun perdura. La teoría fue recibida de manera uniformemente hostil y hasta violenta, en buena parte porque carecía de una explicación convincente sobre el mecanismo de la deriva continental en sí.
Sin embargo, a partir de 1950 las ideas de Wegener ganaron rápida aceptación, gracias al desarrollo de las modernas técnicas de exploración geológica en el fondo del océano. Reformada a partir de recientes descubrimientos, la teoría de la deriva continental se encuentra hoy totalmente consolidada.