La familia proviene de Cesi, un pueblo cerca de Roma. El tío de Federico, Bartolomeo Cesi era cardenal. Federico fue el primero de once hijos varones y nació en la Via della Maschera d'Oro, Roma. Su padre fue Federico, marqués de Monticelli (1562-1630) y su madre, Olimpia Orsini de Todi . En 1614 se casó con Artemisia Colonna, hija de Francisco, príncipe de Palestrina, que murió dos años después. En 1617 se casó con Isabella, prima de Filippo Salviati, hija del marqués de Lorenzo. ^[1]​ En 1618 se trasladó a Acquasparta y vivió allí hasta su muerte a la edad de cuarenta y cinco años.

En 1603 invitó a tres amigos, el médico holandés Johannes van Heeck (en Italia Giovanni Ecchio) y dos compatriotas umbros, el matemático Francesco Stelluti de Fabriano y el erudito Anastasio de Filiis de Terni, a fundar la Accademia dei Lincei, cuyo objetivo era la comprensión de las ciencias naturales mediante la observación, la experimentación y el método inductivo, tanto a nivel microscópico como macroscópico. Eligieron el nombre "Lincei" ( linces ) del libro " Magia Naturalis " de Giambattista della Porta, que tenía una ilustración en la portada y las palabras "... con ojos de lince, examinando las cosas que se manifiestan, para que, habiéndolas observado, pueda usarlas con celo ". Cesi eligió el lince y el águila como símbolos de la academia. El lema de la academia era: «Cuida de las pequeñas cosas si quieres obtener los mejores resultados» ( minima cura si maxima vis ).

Dado que en 1578 la Inquisición, bajo el papa Gregorio XIII, había clausurado la Academia Secretorum Naturae de Giambattista della Porta en Nápoles bajo sospecha de brujería , la Accademia dei Lincei tuvo comienzos difíciles. El padre de Cesi prohibió la asociación de Cesi con los otros tres hombres, sospechando que intentaban separar a su hijo de los intereses familiares. Los cuatro "Linces" regresaron a sus ciudades natales y continuaron comunicándose por carta, adoptando seudónimos astronómicos: Cesi, presidente perpetuo, era Celívago . Durante este tiempo comenzó a recopilar libros. ^[2]​ La actividad de Cesi en este esfuerzo fue registrada por el bibliotecario de la Academia, Giuseppe Gabrieli. ^[2]​ Las cartas a van Heeck revelaron que Cesi le enviaba dinero para comprar libros raros y manuscritos. ^[2]​ El canciller y secretario de la Academia, Johaness Faber, donó toda su colección científica a Cesi y adquirió otros textos. ^[2]​ En Nápoles conoció a della Porta, quien animó a Cesi a continuar con sus esfuerzos. La academia sobrevivió debido a la riqueza personal de Cesi y sus habilidades diplomáticas para navegar por la Roma de la Contrarreforma . Amplió las filas de la academia, reclutando al propio Giambattista della Porta en 1610 y a Galileo Galilei en 1611. La carta a Galileo del 21/7/1612 mencionó las elipses de Kepler. La Academia publicó Istoria e dimostrazione intorno alle macchie solari (Cartas sobre las manchas solares) de Galileo en 1613, El ensayador en 1623, y participó en la defensa de Galileo en sus controversias con las autoridades eclesiásticas.

La Accademia dei Lincei no sobrevivió a su fallecimiento en 1630. Fue restablecida en su forma actual, la Academia Pontificia de las Ciencias, por el Papa Pío IX en 1847.

El género de plantas Caesia lleva su nombre.

Alrededor de 1605 se familiarizó con las investigaciones de Johannes Kepler y Tycho Brahe , ^[2]​ específicamente las teorías relacionadas con la permeabilidad de los cielos y las trayectorias de diferentes cometas. ^[2]​ Esto llevó al interés en el telescopio recientemente inventado y a conocer a Giovanbattista della Porta y Galileo Galilei. ^[2]​ Pudo usar un telescopio por primera vez probablemente antes del otoño de 1609. ^[3]​ La primera verificación de que Cesi tenía conocimiento del telescopio es una carta de agosto de 1609 ^[4]​ enviada por Giovanbattista della Porta que daba instrucciones sobre cómo fabricar uno. ^[4]​ Viajó a Nápoles en mayo de 1610 para visitar a della Porta. ^[5]​ Allí quedó muy impresionado cuando pudo ver a un hombre a tres mil pasos de distancia. ^[5]​ Durante su visita, reclutó a della Porta para que se uniera a él en la Academia. ^[5]​ Su amistad con della Porta también lo llevó a familiarizarse con otro astrónomo llamado Galileo Galilei . ^[6]​ Cesi jugó un papel fundamental en traer a Galileo a Roma en 1611, donde planeó su agenda. ^[7]​ Buscó aprender todo lo que pudo sobre Galileo y sus descubrimientos, e incluso lo ayudó a planificar sus presentaciones. ^[7]​ Fue a todas las demostraciones del telescopio de Galileo y se sorprendió de la forma en que podía demostrar que las opiniones aristotélicas estaban equivocadas. ^[8]​ Apoyó a Galileo y su investigación, y trajo a otras personas para observar a Galileo. ^[8]​ Cesi invitó formalmente a Galileo a unirse a la Academia y ampliar su conocimiento en abril de 1611. ^[9]​ Con Galileo dejaron de buscar lo que estaba mal con la vieja ciencia y comenzaron a construir la nueva ciencia. ^[9]​

Poco después de la fundación de la Accademia, comenzaron^[10]​ el diseño y la construcción de un gran astrolabio al que llamaban "El Planisferio o el Gran Astrolabio". ^[10]​ La construcción del astrolabio duró dos meses, finalizando el 12 de octubre de 1603. ^[10]​ Utilizaron el astrolabio para embarcarse en su primera tarea filosófica. ^[10]​ Los linceanos buscaban alinear la sociedad con el cristianismo y la filosofía platónica . ^[10]​ Creían que el catolicismo y el aristotelismo habían deteriorado el conocimiento contemporáneo y los valores morales. ^[10]​ Confiaban en que el reemplazo de estas ideologías podría contrarrestarse aplicando la filosofía de Platón, que describe las conexiones entre el hombre y el universo. ^[10]​ Unos pocos años después de que comenzara su trabajo, 1604-1608, el Concilio juzgó al colega de Cesi, Joannes van Heeck, por herejía. ^[2]​ Durante este juicio, el padre de Federico envió a van Heeck desde Roma y detuvo el trabajo de su hijo hasta 1609. ^[2]​

• Participó en la creación del nombre " telescopio ".
• Excavaciones dirigidas de Carsulae .
• Primero en observar esporas de helecho bajo el microscopio. ^[11]​

• Theatrum totius naturae, un "Teatro universal de la naturaleza", que comenzó alrededor de 1615 y nunca terminó; era un proyecto para una enciclopedia completa de historia natural.

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• COMMITTEE FOR THE NATIONAL IV CENTENNIAL OF THE FOUNDATION ACADEMY OF LINCEI - Federico CesiUso incorrecto de la plantilla enlace roto (enlace roto disponible en Internet Archive; véase el historial, la primera versión y la última).
• "The sharp-eyed lynx, outfoxed by nature: Galileo and friends taught us that there is more to observing than meets the eye - Column", Natural History, May, 1998 by Stephen Jay Gould
• galileo.rice.edu Federico Cesi (1585-1630) and the Accademia dei Lincei, by Luigi Belloni
• David Freedberg, Eye of the Lynx: Galileo, His friends, and the Beginnings of Modern Natural History, Chicago University Press, 2002