Родился в городе Шалон-сюр-Сон в Бургундии в аристократической семье. Его отец был советником Людовика XV, мать — дочерью известного юриста. В Шалоне семья располагала большим имуществом. Жозеф учился в колледжах Шалона, Труа и Анже с 1780 по 1788 год ораторскому искусству.
Хотя учёба готовила его к церковной карьере, он в 1792 году предпочёл поменять направленность, вступив в революционную армию и став офицером, принимал активное участие в военных действиях на Сардинии и в Италии. Плохое здоровье вынудило его уйти в отставку. В 1795 году он поселился в Ницце в качестве государственного служащего и женился на Агнессе Рамеру.
Но через 6 лет он вернулся в родной город к своей матери и братьям. Здесь он начал заниматься своими исследованиями вместе со своим братом Клодом. Первым изобретением был пиреолофор — двигатель внутреннего сгорания, с помощью которого можно было двигать лодку по Сене. В 1816 году Ньепс начал работать над получением фотографического изображения. Изначально использовалась серебряная соль, которая чернеет при контакте с дневным светом. Ньепс смог получить негатив, однако при высвобождении серебряной соли из камеры снимок весь почернел. В дальнейшем Ньепс пытался использовать медную, или известняковую пластинку, покрытую асфальтом. Впервые Жосеф Ньепс получил зафиксированное изображение около 1822 года — «Накрытый стол».
В 1829 году 64-летний Ньепс был болен. Он и его брат Клод истратили все свои деньги, полученные по наследству, на различного рода изобретения, но ни одно не сделало их богатыми. Гелиография стала основным его занятием, и он отдал ей все свои силы. Умер Жозеф Ньепс в 1833 году.