Francis Lévy obtient son diplôme de physicien à l'Ecole polytechnique fédérale de Zürich en 1963. Assistant du professeur G. Busch, il entreprend son travail de thèse sur les propriétés structurales et magnétiques de composés semiconducteurs des terres rares et il obtient son titre de docteur ès sciences naturelles en 1969. De 1969 à 1974, il rejoint l'institut de physique appliquée de l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), où il se spécialise dans la technologie des matériaux semiconducteurs et dans l'étude de leurs propriétés électriques et optiques. De 1974 à 1975, Francis Lévy travaille au Laboratoire Cavendish de l'Université de Cambridge, notamment sur les matériaux à structures cristallines de basse dimensionnalité. De retour à l'Institut de physique appliquée de l'EPFL, il approfondit ses recherches sur les propriétés électroniques de composés de métaux de transition présentant des transitions de phase et renforce ses activités dans les domaines de la synthèse des cristaux et de la disposition de films minces et revêtements à propriétés fonctionnelles. Directeur du sous-programme national de recherche sur les matériaux de 1978 à 1984, il participe aux travaux de plusieurs commissions nationales et internationales. En 1987, il est nommé professeur titulaire à l'EPFL, où il enseigne la physique générale, la physique du solide et la physique des semiconducteurs. "Editor in chief" de la série d'ouvrages "Physics and Chemistry of Materials with Low-Dimensional Structures", Francis Lévy est auteur ou coauteur de plus de 300 publications scientifiques.