Tahsile Basra’da başladı. Zamanının yüksek din ve fen ilimlerini de burada öğrendi. Tahsilinin bir kısmını tamamladıktan sonra, Bağdat’a giderek bilhassa; matematik, fizik, mühendislik, astronomi, metalurji gibi fen ilimlerini öğrenip, şöhrete kavuştu. Öğrendiklerini uygulama safhasına koymak için çok gayret gösterdi. Birçok önemli neticeler ve başarılar elde etti. O zaman cehlin içinde bulunan ve karanlık günler yaşayan Avrupa ile diğer yerlere İslam alemindeki ilim, kültür ve parlak medeniyet ışıklarını sunan binlerce alimden biri de İbn-i Heysem oldu.
İbn-i Heysem’in başarıları diğer memleketlerde duyulunca, Mısır’da hüküm süren Şii-Fatimi Devleti hükümdarlarından El-Hakim kendisini Mısır’a davet etti. İbn-i Heysem, Mısır’a gitmeden önce, Nil Nehri ile ilgili bir sulama projesi ve bazı teknik çalışmalarda bulunmuş, Nil Nehrinden nasıl istifade edilebileceğini araştırmıştı. Projesini Fatımi Sultanı El-Hakim’e açıklayınca, sultan projenin gerçekleştirilmesi için ona her türlü yardımı yapacağını bildirdi. İbn-i Heysem, Nil Nehri boyunca ilmi ve teknik incelemelerde bulundu. Yaptığı projelerin başarılı bir şekilde uygulanmasının o günkü şartlarda mümkün olmadığını görünce, hükümdardan af diledi. İbn-i Heysem, El-Hakim’in kendisi hakkında kanaatlerinin değişmesinden korkarak, gözden ırak bir yere çekilip hükümdardan uzak durmaya karar verdi. Gizlice ilmi çalışmalarını sürdürerek birçok eser yazdı. İlim tarihçilerine göre, İbn-i Heysem’in hayatının bu dönemi en verimli ve başarılı devri olmuştur. İbn-i Heysem, Biruni ve İbn-i Sina ile çağdaştı.
İbn-i Heysem, çağının bütün ilimlerinde otoriteydi. Fevkalade keskin bir görüş, anlayış, muhakeme ve zekaya sahipti. Aristo ve Batlemyüs’ün eserlerini inceleyerek hatalarını gösterdi. Bunları özetleyerek Arapçaya tercüme etti. Ayrıca tıp ilminde de derinleşti. Geometriyi mantığa uyguladı. Euclid ve Apellenius’un geometrik ve sayısal metodlarını geliştirdi ve pratik uygulama alanlarını işaret etti. Geometri ve matematiğin inşaatçılık alanında uygulanmasında katkıda bulundu. Eski medeniyetlerden intikal eden matematik, geometri ve astronomiyi tedkik ederek ilmi tenkitlerini ortaya koydu ve bu sahalarda kendi nazariyelerini geliştirerek ilim alemine sundu. Mesela; Aristo ve Batlemyüs’e ait olan dünyanın, kainatın merkezi olduğu şeklindeki görüşleri üzerindeki şüphe ve tereddütlerini ifade etti. Dünya merkezli bir kainat sisteminin kesin olmayacağını, uzayda daha başka sistemlerin de bulunabileceğini ve güneş sisteminin mevcud olduğunu söyledi. Nitekim İbn-i Heysem’den yüzlerce sene sonra önce, İbn-i Şatır ve Batruci sonra Newton ve Kepler, Güneş sistemi nazariyesini kabullenmişler ve yer kürenin bu sistem içinde bulunduğunu söylemişlerdir.
İbn-i Heysem, optikte gölgenin nasıl meydana geldiğine dair bir teori ortaya attı. Fotoğrafın ilk modelini ve karanlık odayı ilk defa o denedi. Gökkuşağının nasıl teşekkül ettiğini ve bunda renklerin meydana gelişini gayet güzel bir şekilde izah etti. Billur küre şeklindeki küçük su taneciklerinden güneş ışığının kırılıp yansıma prensiplerini açıkladı. Özellikle ışığın yansıması konusunda fizik ve optiğe getirdiği yenilikler, altı asır boyunca dünya bilim çevrelerini etkilemiştir.
İlmi incelemeler sonucu gözün görme olayını açıkladı. Euclid ve Batlemyüs’ten beri herkes görme işini, gözden çıkan ışınların eşyaya ulaşarak, gözün eşyayı algılaması olarak biliyordu. İbn-i Heysem, ilk defa, bunun ilmi olmayıp, yanlış olduğunu savundu ve doğru olan kendi teorisini ortaya koydu. İbn-i Heysem’e göre görme, eşyadan yansıyan ışınların göze gelmesi ve gözün arka odak noktasında birleşmesi üzerine gözün eşyayı görmesidir.
Işığın kürevi ve parabolik aynalarda yansımasını inceleyerek bu olayı açıklayan İbn-i Heysem, konkav aynalar hakkında şöyle demektedir: “Güneş ışıkları, güneşten doğru yolla yayılırlar ve her parlak cisimden eşit açılarla yansırlar. Yani yansıyan ışık, yansıyan ışık alanı içinde bulunan ve parlak cisme ışığın geldiği noktada teğet olan bir doğru ile gelen ve yansıyan ışın iki eşit açı yapar. Bundan şu netice çıkar: Küresel yüzeye gelen ve yansıyan ışınla, ışık alanı içinde bu noktaya birleşen daire yarıçapıyla iki eşit açı teşkil ederler. Parlak bir cisimden herhangi bir noktaya yansıyan her şua, o nokta üzerinde bir ısı üretir. Eğer bir noktaya birçok şua gönderilse o noktada ısı, şua sayısıyla orantılı olarak artar. Küresel içbükeyliği yarım daireden daha az olan ve ekseni güneş kütlesinde son bulacak şekilde güneşe karşı yerleştirilen her çukur aynada, güneşten aynanın eksenine paralel olarak gelen şualar, ayna yüzeyinden eksene doğru yansırlar ve eksen üzerinde yarıçapı iki eşit parçaya ayırırlar. Eğer küre yüzeyi içindeki bir çemberin çevresinden belli bir yönde gelen şualar, küresel içbükey bir aynanın ekseni üzerindeki bir noktaya doğru yansırlarsa, küre alanındaki başka şualar umumiyetle oraya doğru yansımazlar...”
Özellikle ışığın yansıması konusunda optiğe getirdiği yenilikler, batı bilim dünyasında Alhazen problemi diye meşhur olmuştur. İbn-i Heysem, ayrıca ışığın şeffaf cisimlerden geçmesi sırasında meydana gelen yansımayı da incelemiştir. İbn-i Heysem bir müddet yer küreyi kuşatan atmosfer tabakasını da inceledi. Atmosfer kalınlığını hesaplamaya çalıştı. Güneş ve Ay’ın ufka yakınken daha büyük görünmelerinde atmosferin tesiri olduğunu fark etti. Yaptığı rasatlarla astronomik tan’ın, güneş ufkun tam 19 derece altındayken başladığını veya bittiğini ve güneş ışınlarının bize atmosferik bir kırılma ve dağılma ile ulaştığını açıkladı. Sabahleyin tam karanlıktan aydınlığa geçişin başladığı bu astronomik tan’a fecr-i sadık denir. İbn-i Heysem, bu anda güneşin irtifaını -19° olarak hesaplamıştır.
Akşam güneş battıktan sonra ufukta sabah vaktindeki gibi bir hadise meydana gelir. Şafak denen kızıllık, turuncu, sarı ve beyaz renklerden sonra yine aynı astronomik tan anında siyahlık çöker. Atmosferin ağırlığı ve yoğunluğu ile bunların maddelerin ağırlığına tesir etmesi arasındaki münasebeti tahlil etti. Havanın yoğunluğunun ışığın kırılması ile doğru orantılı olduğunu ve hava yoğunluğunun yükseklik ile değiştiğini keşfetti.
Eserleri: İbn-i Heysem’in yüzü aşkın eserlerinin en meşhur ve geniş muhtevalı olanı Kitab-ül-Menazir’dir. Eser, yedi bölümden meydana gelmiştir. Birinci bölümde: Görme olayının keyfiyeti, gözün özellikleri, ışık ve özellikleri, ışığın aydınlatmasının nasıl olduğu, göz ile ışık arasına giren nesneler, gözün anatomik yapısı, gözün faydaları; ikinci bölümde: Görülebilen şeyler, görülmeyi sağlayan sebepler, görülmenin nasıl olduğu, gözün bu şeyleri birbirinden nasıl ayırd edebildiği; üçüncü bölümde: Gözde veya görmede meydana gelen yanılmalar ve bunların sebepleri, gözün yanılmasıyla bilgide meydana gelen yanılmalar, düşünce ve araştırmalarda vaki olacak hatalar; dördüncü bölümde: Parlak cisimlerden ışığın yansıması yoluyla gözün bunları görmesi, gözde bunların görüntülerinin meydana gelmesi; beşinci bölümde: Görüntülerin, hayallerin yerleri; altıncı bölümde: Işıkların eşyadan göze yansıması yoluyla görmede meydana gelebilecek yanlışlık ve hatalar, bunların sebepleri, düzlem aynalarda, küresel tümsek aynalarda, silindirik tümsek aynalarda, konik tümsek aynalarda, küresel çukur aynalarda, silindirik çukur aynalarda ve konik çukur aynalarda ışıkların yansıması ve bütün bunlardan dolayı görmede meydana gelebilecek yanılmaları ve değişik görüntüleri; yedinci bölümde: Işınların çeşitli şeffaf cisimlerden geçişi, ışık demetlerinin doğrusal yayılışı, şeffaf cisimlerin içindeki katı cisimlere tesadüf eden ışık hüzmelerinin yani demetlerinin kırılıp yansımaları, kırılma olayının incelenmesi ve nasıl meydana geldiği, bundan meydana gelen hatalı görüntüler veya yanlış görme olayları anlatılmaktadır.
İbn-i Heysem’in bu meşhur eseri, ortaçağda beş defa Latinceye çevrilmiş olup, bütün Avrupa üniversite ve ilim merkezlerinde tanınan tek müracaat eseri durumundaydı. Eser, 1572 senesinde Risner tarafından Opticue Thesaurus Alhazeni Arabis Libri ismiyle Latinceye çevrilerek İspanya’nın Bale şehrinde bastırılmıştır. Kemaleddin Farisi isimli bir Müslüman fen alimi bu eseri açıklayarak genişletmiş ve Tenkih-ül-Menazir adını vermiştir. Kitab-ül-Menazir, 1948 senesinde Kemaleddin Farisi’nin yaptığı şerhle beraber Hindistan’ın Haydarabad şehrinde basılmıştır.
İbn-i Heysem’in yazdığı diğer eserlerden bazıları şunlardır:
- 1. Kitab-ül-Cami’ fi Usul-il-Hisab: Matematiğin esasları ve metodolojisi ile ilgili bu eserinde, matematik, geometri, cebir, geometrik analiz gibi temel konuları izah etmiş, örnek çözümler ortaya koymuştur.
- 2. El-Muhtasar fi İlm-il-Hendese: Euclid geometrisinin tedkik ve tenkidine dairdir.
- 3. Kitabun fihi Rüdud alel-Felasifet-il-Yunaniyye ve Ulema-il-Kelam: Eski Yunan filozoflarına ve onlara uyan bazı kelam alimlerine reddiye olarak yazılmıştır.
- 4. Kitab-ül-Ezlal: Ay ve güneş tutulmaları hakkındadır.
- 5. Risaletün fi Keyfiyet-ül-Ezlal: Gölgenin meydana gelmesi incelenmiştir. Eser, 1907 senesinde Almancaya çevrilerek bastırılmıştır.
- 6. Kitabun fi İlm-il-Hendese vel-Hisab; Matematik-geometri ile ilgilidir.
- 7. Kitabun fil-Cebri vel-Mukabele.
- 8. Makaletün fi İstihracı Semt-il-Kıble fi Cami-il-Meskuneti Bicedavilin: Bütün dünyanın o zamanki yerleşim merkezlerinde kıblenin nasıl bulunacağının hesaplanması ve bunların cetvelleri ile ilgilidir.
- 9. Risaletün fi Şerhi İtticah-il-Kıble: Kıblenin bulunması hakkındadır.
- 10. Kitabun fi Hayat-il-Âlem: Kainatın düzeni ve sistemi hakkındadır. Eser, İspanyolca, Latince ve İbraniceye çevrilmiştir.
- 11. Kitabu Hey’et-il-alem,
- 12. Risaletün Âmil-il-Ayni vel-İbsar: Gözün yapısı ve görme olayının incelenmesi hakkındadır.
- 13. Şerh-ü Mecisti ve Telhisihi,
- 14. Kitabün fi Âletiz-Zıl,
- 15. Kitab-ut-Tahlili vet-Terkib-il-Hendesiyyin.
Bu eserlerinden başka, Mu’tezile fırkasına, mantıkçılara ve diğer fen ve ilim erbabına cevaben birçok reddiyeler ile kendisine sorulan fen sorularına verdiği cevapları bildiren risaleleri de vardır. İbn-i Heysem’in fizik, astronomi, güneş ve ay sistemleriyle ilgili o kadar çok eseri vardır ki, bunların bir kısmından bastırılarak hazırlanan kitaplar Hıristiyan ve Yahudi aleminde ders kitabı olarak okutulmuştur. Muhtelif ilim dallarında ortaya koyduğu terimler bugün hala kullanılmaktadır. Astronomideki modern başarıların kaynağı, İbn-i Heysem’in parlak görüş ve teorilerinden kaynaklanmaktadır. Apollo ile Ay’a inen ilk astronotlar, orada gördükleri muhteşem kraterlere önemli adlar verirken, bir tanesini de İbn-i Heysem olarak isimlendirdiler.