Han var sønn av skipsreder Peder Nielsen (1818-1904) og tok senere navnet Føyn etter en gård hvor familien var bosatt. Han ble cand.real. i 1886 og ble i 1888 ansatt som assistent ved Meteorologisk institutt. Han studerte 1893-95 med statsstipend i Berlin og Wien. Han var 1903-15 forstander for Bergens meteorologiske observatorium og 1915-28 underdirektør ved Meteorologisk institutt. Han ble medlem av Videnskabsselskabet i Kristiania 1904.