Si sa poco della sua vita: laureato in legge presso l'università di Napoli, nel primo decennio del XVII secolo, passò presto allo studio delle scienze matematiche per seguire una precoce inclinazione (gli è attribuita la frase: "Ci sono più cose giuste in cielo che in una sentenza sulla terra").
Fontana tracciò, nel 1636, il primo disegno di Marte e ne colse la rotazione. Nel 1644 disegnò una carta della Luna. Si attribuì la scoperta del cannocchiale e del microscopio e pubblicò nel febbraio1646 le Novae Coelestium Terrestriumque Rerum Observationes, un volume dove presentò tutte le sue osservazioni della Luna fatte dal 1629 fino al 1645, delle fasce scorte sul disco di Giove, delle strane apparenze di Saturno nonché delle stelle della Via Lattea.
Nel 1645 affermò di aver osservato un satellite di Venere (Paul Stroobant dimostrò nel 1887 che osservazioni del tutto simili non erano relative a un presunto satellite di Venere).
Nel luglio 1656 morì di peste a Napoli insieme a tutta la numerosa famiglia.
Riconoscimenti
A Francesco Fontana sono stati intitolati due crateri:
Edizione nazionale delle opere di Galileo Galilei, XVII, pp. 192, 308, 363, 375, 383 s.; XVIII, pp. 18, 85; XX, p. 442;
Il carteggio linceo della vecchia Accademia di Federico Cesi, a cura di Giuseppe Gabrieli, in Memorie della Reale Accademia nazionale dei Lincei, classe di scienze morali storiche e filologiche, s. 6, VII (1942), pp. 1008, 1124, 1127, 1131, 1144 s., 1205;
Le opere dei discepoli di Galileo Galilei. Carteggio 1642-48, a cura di Paolo Galluzzi, Maurizio Torrini, I, Firenze 1975, ad Indicem;
Marin Mersenne, Correspondance, XV, Paris 1983, ad Indicem;
Matteo Barbieri, Notizie istoriche dei mattematici e filosofi del Regno di Napoli, Napoli 1778, pp. 134–138;
Luigi Maria Rezzi, Sull'invenzione del microscopio, in Atti dell'Accademia Pontificia de' nuovi Lincei, V (1852), pp. 108 ss.;
Raffaello Caverni, Storia del metodo sperimentale in Italia, I, Firenze 1891, pp. 374–383, 510 ss.;
Antonio Favaro, Galileo e il telescopio di Francesco Fontana, in Atti e memorie dell'Accademia di scienze lettere ed arti in Padova, n.s., XIX (1903), pp. 61–71;
Carlo Vittorio Varetti, L'artefice di Galileo Ippolito Francini, detto il Tordo, in Rendiconti della Reale Accademia nazionale dei Lincei, classe di scienze morali storiche e filologiche, s. 6, XV (1939), pp. 254–261;
Giuseppe Gabrieli, Pratica e tecnica del telescopio e del microscopio presso i primi Lincei, in Rendiconti della Reale Accademia d'Italia, classe di scienze morali storiche e filologiche, s. 7, II (1941), pp. 34 ss.;
Gino Arrighi, Gli "occhiali" di Francesco Fontana in un carteggio inedito di A. Santini, in Physis, VI (1964), pp. 432–448;
Giovanna Baroncelli, L'astronomia a Napoli al tempo di Galileo, in Galileo e Napoli, a cura di Fabrizio Lomonaco, Maurizio Torrini, Napoli 1987, pp. 197–225.
Paolo Molaro, Francesco Fontana and the birth of the astronomical telescope, in Journal of Astronomical History and Heritage, 20 (3), pp. 271–288
Mauro Gargano, Della Porta, Colonna, and Fontana: the role of Neapolitan scientist at the beginning of the telescope era, in Journal of Astronomical History and Heritage, 22 (1), pp. 45–59