Grootofficier in het Legioen van Eer (1927), Davy-medaille(1916), Bessemer Gold Medal, eredoctoraat van de Complutense-universiteit van Madrid (1934), Commandeur in het Legioen van Eer (1919), Officier in het Legioen van Eer (1908), ridder in het Legioen van Eer (1887), eredoctoraat van de Danmarks Tekniske Universitet (1921), Buitenlands lid van de Royal Society(26 juni 1913)
Zijn onderzoeken gingen over de soortelijke warmte van gassen en silicaten. In 1888 formuleerde hij het principe van Le Chatelier, ook wel het beginsel van de kleinste dwang genoemd. Volgens dit thermodynamische principe probeert een systeem dat zich in een evenwichtstoestand bevindt een verandering van een toestandsgrootheid te compenseren door het veranderen van andere toestandsgrootheden. Een toestandsgrootheid kan bijvoorbeeld temperatuur, druk of concentratie zijn.
Hij is een van de 72 Fransen wier namen in reliëf op de Eiffeltoren zijn aangebracht.