Родился в селе Поздняково, ныне Навашинского городского округа Нижегородской области, в семье рыбака.

Окончил Киржачскую учительскую семинарию (1890). Работал учителем в сёлах Владимирской области.

1895-1898 - проходил обучение в Учительском институте в Санкт-Петербурге. После окончания института ещё пять лет преподавал в городских училищах.

В 1903-1910 годах учился в Горном институте в Санкт-Петербурге, который окончил с отличием. В 1913 году был избран адъюнкт-геологом Геологического комитета. В 1913-1917 годах исследовал Апшеронский полуостров Азербайджана. Изучал грязевые вулканы и нефтяные месторождения Северного Кавказа. Как сотрудник Геолкома, в 1917-марте 1918 года был в командировке в США по заданию Министерства торговли и промышленности Временного правительства для изучения месторождений и нефтяной промышленности. 

Профессор (1920). Академик АН СССР (12.01.1929).

С 1920 года возглавлял Особую комиссию по изучению Курской магнитной аномалии, а затем Наблюдательный совет по Курской магнитной аномалии при Совете труда и обороны. В 1921-1929 годах был членом Госплана.

1922-1930 - ректор Московской горной академии.

1930-1931 - ректор, заведующий кафедрой геологии и нефтяных месторождений Московского нефтяного института.

C 1931 года - начальник Главного геологического управления НКТП, которое стало называться Главное геолого-разведочное объединение (Союзгеологоразведка).

1930-1936 - председатель Совета по изучению производительных сил (СОПС) АН СССР.

29 декабря 1936 года был избран вице-президентом АН СССР.

Депутат Верховного Совета СССР 1-го созыва (1937-1939).

Лауреат премии имени В. И. Ленина (1931).

Заслуженный деятель науки и техники РСФСР (1937).

Жил в Москве, похоронен на Новодевичьем кладбище.

Награды: ордена Ленина (1937); Трудового Красного Знамени (12.02.1939).

Память: его именем названа улица в Канавинском районе Нижнего Новгорода.