乌普萨拉附近的威克，父亲斯万特·古斯塔夫曾是乌普萨拉大学的土地测量员。阿伦尼乌斯自幼喜欢数学，8岁进入教会学校，充分表现出在数学和物理上的天赋。1876年从学校毕业，进入乌普萨拉大学。在大学中，阿伦尼乌斯对于当时的物理和化学教学不满，1881年他进入斯德哥尔摩的瑞典科学院物理研究所，在指导下进行研究，主要方向是电解质的导电性。经过大量实验和理论上的思考，阿伦尼乌斯于1884年向乌普萨拉大学提交了150页的博士毕业论文，通过离子的概念解释了的电解质溶液导电机理，解释了为什么固体盐类不能导电，而他们的溶液可