Minéralogiste et chimiste russe et ukrainien. Professeur à Moscou puis directeur de l'Institut du radium à Leningrad.

Il est avec le Norvégien Victor Goldschmidt et l'Américain Frank Wigglesworth Clarke l'un des fondateurs de la géochimie moderne et de la biogéochimie. Vernadski a travaillé sur les effets des radiations solaires et cosmiques sur l'ensemble des organismes vivants.

Il définit en 1926 la notion de biosphère, dans une optique biogéologique et écologique, posant comme hypothèse que la vie est une force géologique qui transforme la Terre.

Premier à envisager scientifiquement les conséquences de l'activité humaine sur le climat, il fut cependant peu écouté à une époque où l'on pensait que la nature était dotée de capacités de régénération inépuisables.

Associé de l'Académie des sciences de Russie à Saint-Pétersbourg en 1909, il en devient membre en 1912.
Il est élu correspondant de l'Académie des sciences le 11 juin 1928 (section de minéralogie).