Il a étudié à l'École Normale Supérieure (1869-1874) et obtient son agrégation de lettres en 1874, puis il est recruté comme préparateur à l'Institut français d'archéologie orientale du Caire en Égypte.
Il mène des fouilles à Assuan, au Sinaï et dans le delta du Nil, notamment dans les villes de Tanis (1876-1879) et de Saqqarah (1880).
En 1882, il dirige la première mission archéologique française en Égypte après l'occupation britannique et effectue plusieurs missions d'exploration au Sinaï pour le compte du Service des antiquités égyptiennes. Il participe également à la fondation de l'École française d'archéologie du Caire (1892).
En 1895, il est nommé conservateur général des Antiquités de France et président de la Commission supérieure des antiquités. Il entreprend alors plusieurs campagnes de fouilles dans le sud-est de la France, à Orange et Glanum (1896), puis à Saint-Rémy-de-Provence où il découvre les thermes gallo-romains et une nécropole à proximité du village.
En 1900, il est élu membre de l'Académie des inscriptions et belles-lettres. Il publie plusieurs ouvrages, notamment "Les antiquités d'Egypte" (1892-1903), "Le Sinaï, histoire et archéologie" (1906) et "Saint-Rémy de Provence : les thermes gallo-romains, la nécropole du bas Mage" (1904).
Il est également membre de plusieurs sociétés savantes, comme la Société de géographie, l'Académie des inscriptions et belles-lettres et l'Académie des sciences.
Sa carrière est marquée par son intérêt pour les langues étrangères (il connaît le grec, le latin, l'arabe, l'hébreu, l'italien, l'allemand et le chinois), sa capacité à travailler avec des équipes internationales et sa volonté d'étudier les cultures antiques de manière interdisciplinaire.
Il est inhumé au cimetière du Père-Lachaise à Paris.