Gaimard studierte Medizin an der Marineschule in Toulon und ging 1816 zur französischen Marine. Zusammen mit dem Forscher Jean René Constant Quoy diente er zwischen 1817 und 1820 als Schiffschirurg auf den Schiffen Uranie und Physicienne, die unter Louis de Freycinet den Globus umsegelten. Bei den Falkland Inseln kam es zum Schiffbruch der Uranie und sie kehrten auf der Physicienne, die als Ersatz geschickt wurde, zurück. Nach der Rückkehr schrieb er einen Bericht über die zoologischen Ergebnisse mit Quoy. 1826 besuchte er zur Vorbereitung einer weiteren Expedition naturhistorische Museen in Europa. Ein weiteres Mal umsegelte er die Welt 1826 und 1829 unter Jules Dumont d’Urville auf der Astrolabe. Von seiner Reise mit der Uranie ist ein Tagebuch erhalten, das aber unvollständig ist. Nach Ende seiner zweiten Weltumsegelung veröffentlichte er wieder einen Bericht über die zoologischen Ergebnisse. Außerdem reiste er nach Russland, um einen Cholera-Ausbruch zu untersuchen, was einer der ersten europäischen Berichte über die damals in Europa neue Seuche war.
Er heiratete nie. 1848 ging er in den Ruhestand und starb in Armut. Über sein späteres Leben ist aber wenig bekannt.
Werke
Louis de Freycinet (Hrsg.): Voyage autour du Monde, entrepris par Ordre du Roi ... exécuté sur les corvettes de ... l’Uranie et la Physicienne, pendant les années 1817, 1818, 1819 et 1820. Teil 1 und 2: Zoologie. Pillet Aîné, Paris 1824 (mit Quoy)
Voyage de la corvette l’Astrolabe, exécuté par Ordre du Roi, pendant les annés 1826 - 1827 - 1828 - 1829, sous le commandement de M. J. Dumont D’Urville, capitaine de Vaisseau. Tastu, Paris 1830–1834. (mit Dumont D’Urville, Quoy, Boisduval u. a.)
Voyage en Islande et au Groënland exécuté pendant les années 1835 et 1836 sur la corvette La Recherche ... dans le but de découvrir les traces de La Lilloise. Bertrand, Paris 1838–1852
als Herausgeber: Voyages de la commission scientifique du Nord, en Scandinavie, en Laponie, au Spitzberg et aux Feroë pendant les années 1838, 1839 et 1840 sur la corvette La Recherche, mehrere Bände, 1843–1855