Il fait ses études à l'université de Lund et y enseigne, à partir de 1807, les mathématiques. Il s'intéresse particulièrement aux algues et est considéré comme l'un des fondateurs de leur étude scientifique. Il obtient la chaire de botanique et d'économie en 1812. Il fait paraître en 1817, Synopsis algarum Scandinaviae qu'il augmentera quelques années plus tard de Species algarum (1821–1828) et Systema algarum (1824).
Il fait aussi paraître des ouvrages de botanique comme Aphorismi botanici (1817–1826) et Classes plantarum(1825) où il expose son système de classification.
Il devient membre du parlement en 1817. Il est fait membre de l'Académie suédoise en 1831 et devient évêque de Karlstad en 1834. Il renonce alors à ses fonctions d'enseignant et abandonne ses recherches.
Son fils, Jakob Georg Agardh (1813-1901), est également un spécialiste des algues.