Frate francescano, è stato medico, psicologo, e rettore dell'Università Cattolica del Sacro Cuore di Milano, da lui fondata unitamente ad
Armida Barelli nel 1921.
Tra le facoltà dell'Università, Gemelli costituisce anche un moderno istituto di psicologia nel quale si sviluppano avanzate ricerche su percezione, linguaggio, personalità e applicazioni della psicologia all'orientamento professionale.
Nel 1937 viene nominato presidente della Pontificia Accademia delle Scienze, carica che mantiene fino alla morte.
Nell'attività saggistica, in cui porta la sua personale testimonianza di sacerdote e scienziato, si fondono fede e scienza, abbracciando svariati campi come la teologia, la filosofia, la psicologia e la psicanalisi.
La sua collaborazione con
Armida Barelli lo porta spesso a Marzio dove resta anche per un lungo periodo di convalescenza in seguito ad un incidente automobilistico.