Русский и советский учёный-геолог, петрограф и организатор науки, академик АН СССР (1925). Заслуженный деятель науки Армянской ССР.
В 1892–1902 годах возглавлял кафедру минералогии в Дерптском (Юрьевском, Тартуском) университете. В 1902–1930 годах — заведующий кафедрой геологии и минералогии металлургического факультета Петербургского Политехнического института, с 1906 года — декан металлургического факультета. Участвовал в Нижегородской и Полтавской комплексных экспедициях
В. В. Докучаева. Был непременным участником сессий Международного геологического конгресса (МГК), выступал с докладами и инициативой объединения учёных разных стран в области изучения состава горных пород. В 1919 году избран петрографом Геологического комитета. В 1919–1923 годах — Председатель отделения геологии, минералогии и агрономии Петроградского университета. В 1925–1939 годах выполнял научно-организационную работу в АН СССР. Обосновал представление о петрографических формациях (1888). Предложил химическую классификацию горных пород, ставшую основой современной классификации (1898). Установил механизм образования экструзивных вулканических конусов и их связь с интрузиями. Занимался также вопросами генезиса и классификации месторождений полезных ископаемых.
В честь Ф. Ю. Левинсон-Лессинга названы, в том числе при жизни, хребет и вулкан на Курильских островах, вулкан на Камчатке, мыс на полуострове Таймыр, гора на о. Большевик (архипелаг Сев. Земля), остров в бухте Паландера в архипелаге Норденшельда. В 1949 году Академией наук СССР была учреждена премия имени Ф. Ю. Левинсон-Лессинга, которая присуждалась за выдающиеся исследования по петрографии.
