Méchain eredetileg apja foglalkozását követve építész szeretett volna lenni, matematikát és fizikát tanult, azonban pénzügyi okokból kénytelen volt megszakítani tanulmányait. Egy ideig két diákot oktatott, majd összebarátkozott Jérôme de Lalande-dal, aki felkérte L'Astronomie című művének korrektúrázására. Lalande egy állást is szerzett neki, ahol megismerkedett, majd összebarátkozott Messier-vel.
1777-ben feleségül vette Barbe-Thérèse Marjout, akit munkája során ismert meg. Házasságukból három gyermek született, Jérôme 1780-ban, Augustin 1784-ben, valamint egy lányuk.
Időközben egyre több időt szánt üstökösök keresésére és megfigyelésére. Messier-hez hasonlóan a mélyégobjektumok is érdekelték; ezek felfedezéséről szinte mindig azonnal értesítette barátját, aki általában az adatok ellenőrzése után felvette katalógusába a Méchain által megtalált objektumokat.
1781-ben tette első két üstökös felfedezését, és matematikai tudása segítségével az égitestek pályáját is meghatározta. Külön figyelmet szentelt az 1532-ben és 1661-ben felbukkant üstökösök pályájának, és megcáfolta az akkori vélekedést, miszerint ezek ugyanannak az égitestnek a visszatérései lettek volna. Ezen munkája eredményeként 1782-ben megkapta a tudományos akadémia nagydíját, majd ugyanezen évben tagja is lett a testületnek.
.svg){kind=small}
