双亲是马克·莱恩和亨丽埃塔·莱恩（婚前姓 Tenny）。莱恩在新罕布夏州埃克塞特的菲利普斯埃克塞特学院毕业后进入耶鲁大学就读，并于1846年取得学位。之后莱恩任职于美国专利局，1851年升任主要审查员。1869年他进入美国财政部辖下的度量衡处（今国家标准技术研究所）任职。莱恩对天文学特别感兴趣，并且是把太阳当成气体球进行数学分析的第一人。他的研究指出太阳压力、温度和密度的热力学关系，成为未来恆星演化理论的基础（参见莱恩－埃姆登方程）。
评价.天文学家西蒙·纽康在他的回忆录中提及