Сын и продолжатель дела Огюстена Пирама Декандоля.
Создатель одной из первых научных концепций о происхождении культурных растений (1883).
Создатель первого кодекса ботанической номенклатуры (принятого Международным ботаническим конгрессом в 1867 году), который является прообразом нынешнего ICBN.
Различия в географическом распространении растений объяснял не только экологическими факторами, но и историческими причинами – очертаниями материков в прежние геологические эпохи, климатическими условиями того времени и длительностью существования самих видов растений.
Придерживался представлений о множественности центров происхождения растений.
Известен также своим исследованием религиозных устремлений иностранных членов Французской и Британской Академий наук во время Научной революции, которое выявило, что и в той и в другой Академии протестанты были представлены в большем числе, нежели католики.
Иностранный член-корреспондент Петербургской академии наук (1858).
Образование своё получил в Женеве. Сначала занимался юридическими науками и в 1829 году был уже доктором права, но довольно скоро обратился к изучению природы, присоединился к трудам знаменитого отца и унаследовал его кафедру в Женевском университете (1841).
Профессор естественной истории и директор ботанического сада Женевского университета (1835—1850).
В 1846 году он, однако же, оставил преподавательскую деятельность и до конца жизни трудился в науке.
В делах своей страны он, впрочем, принимал большое участие и несколько раз был избираем в члены Женевского законодательного собрания.
Он продолжал издание «Prodromus systematis naturalis regni vegetabilis», начатое его отцом, привлекая для этого учёных всех стран, и довёл его до класса однодольных, присоединив восемь томов к восьми изданным его отцом. Затем сочинение это продолжалось и дополнялось им в пяти новых томах под заглавием «Monographiae Phaneroganorum» (1878—1883). Там было помещено несколько семейств однодольных, а некоторые двудольные обработаны вновь. Таким образом, отец, сын, а потом и внук создали, можно сказать, целый ботанический монумент, которому нет подобного в учёной литературе и который ещё на долгие времена будет служить основой всякому исследованию по систематике растений.
В этой работе Декандоль-младший явился главным образом редактором; но важнейшие его труды касаются географии растений, к изучению которой он имел особую склонность, обладая к тому же обширными знаниями по части других, соприкасающихся с его предметом наук.
Ещё в 1835 году издал он под названием «Instruction ? l'?tude de la botanique» руководство, в котором основательно излагается и география растений. Это сочинение, переведённое и на русский язык, долго служило, особенно в России, при преподавании в университетах.
Но капитальнейшим его сочинением следует считать вышедшее под заглавием «G?ographie botanique raisonn?e» (1855). В нём автор с помощью обширнейших и точных исследований старается установить законы и принципы распространения и распределения растений. В нём же помещено обширное исследование о происхождении культурных растений, вышедшее потом с дополнениями и исправлениями в отдельном издании («Origine des plantes cultiv?es», 1883). Оно переведено на русский язык Христофором Яковлевичем Гоби.
Развитием выводов, занесённых в «Geographie botanique», явились трактаты его о физиологических группах (фр. Groupes physiologiques) растений, получившие необыкновенно важное значение в новейшей науке.
В 1867 году Декандоль предпринял попытку кодификации правил в ботанике, опубликовав «Законы ботанической номенклатуры».
Кроме названных работ, Декандоль оставил ещё несколько, между которыми замечательно собрание разных статей общего содержания под названием «Histoires des savants et des sciences».
Он скончался в глубокой старости в Женеве 4 апреля 1893 года.
Сын его, Казимир Декандоль (фр. Anne-Casimir-Pyramus), родился в 1836 году и ещё при жизни отца начал свои ботанические занятия, участвуя в его работах, а именно в монографиях явнобрачных.
В 1889 году Лондонским Линнеевским обществом он был награждён медалью Линнея.