Zernike waard berne te Amsterdam as Frederik, twadde soan út in húshâlding fan seis bern. Syn heit, Carl Frederik August Zernike, en syn mem, Antje Dieperink, wienen beide wiskundedosinten. Ien fan syn susters wie Anne Zernike en dy wie wer troud mei de skilder Jan Mankes.
Yn de tritiger jierren ûntduts Zernike de fazekontrastmetoade en ûntwikkele hy de fazekontrastmikroskoop. Dat is in mikroskoop mei in kleurfazekontrast; dêrmei is it byld fan de preparaten kontrastryker en sa binne de preparaten better te sjen.
Nobelpriis foar de Natuerkunde
Foar syn ferskaat oan wittenskiplik natuerkundich ûndersyk hat er, neist de Nobelpriis foar de Natuerkunde yn 1953, foar it útfinen fan de fazekontrastmikroskoop yn binnen- en bûtenlân in ferskaat oan wittenskiplike prizen, earelidmaatskippen en earedoktoraten hân.