河南洛阳人。嘉佑二年（1057）中进士，后历任京兆府鄠县主簿、江宁府上元县主簿、泽州晋城令，政教化民，有治绩。入京，权监察御史里行，与王安石同朝，对新法屡有异议。请求外补，后历任镇宁军节度判官、差知扶沟县事。居洛阳讲学十余年，与反对新法的文彦博、吕公著、司马光等相互酬酢、议论。元丰八年（1085），宋哲宗即位，司马光执政，召为宗正寺丞，未行而卒，时年五十四。嘉定十三年（1220），赐谥纯公。淳祐元年（1241）封河南伯，从祀孔庙。

年十五六岁，与弟程颐从学于周敦颐，慨然有求道之志。未得要领，泛滥于诸家，出入于佛老近十年，返求于六经然后有所得。周敦颐令二程寻孔颜乐处，对程颢产生了深远的影响，但曾说：“吾学虽有所受，天理二字却是自家体贴出来。”与邵雍、张载长期往来论学，因与弟程颐长期居洛讲学，故二程学问又被称为“洛学”。程颢的代表作有《识仁篇》《定性书》等，明人将他的文集、语录与经说等作品与程颐的著作合编为《二程全书》，1981年中华书局出版《二程集》。

二程的思想有许多共通之处，他们都以“天理”为最高的哲学范畴，主张“性即理”，在功夫论层面都主张“主敬”。但程颢的思想与程颐略有不同，有其独特之处。程颢提出“天下善恶皆天理”。此说有3层含义：①“恶”是无根的，只是“善”有偏差之处，就形成了“恶”，“谓之恶者非本恶，但或过或不及便如此”。②天地涵容万物，不拣择美恶，圣人也是如此，“圣人即天地也，天地中何物不有，天地岂尝有心拣别善恶，一切涵容覆载”。③君子修身不应以私意掺杂于物本身的善恶之中，“善则理当喜”“恶则理当怒”，此即《定性书》提出的“廓然而大公，物来而顺应”。在性气关系上，程颢提出“生之谓性，性即气，气即性，生之谓也”。凡天地所生人物，有生则有性，都是天地所赋予。天地既生，不离形气，性不能离开气而空头存在。此即“性气一元”之论。在心性关系上，程颢提出性无内外，“只心便是天，尽之便知性，知性便知天”。程颢以“一体”言“仁”。《识仁篇》提出“学者须先识仁”就是要识得此“一体”之义，“仁者，浑然与物同体”“此道与物无对，大不足以名之，天地之用皆我之用”。“一体”意味着“一气贯通”，所以说“医书言手足痿痹为不仁，此言最善名状”。以“识仁”为基础，在功夫论上，程颢主张“识得此理，以诚敬存之而已，不须防检，不须穷索”。程颢喜欢“观天地生物气象”，提出“切脉最可体仁”“观鸡雏”等观物主题。

二程喜欢讨论“圣贤气象”，如说：“仲尼，天地也；颜子，和风庆云也；孟子，泰山岩岩之气象也。”程颢自身也有很高的修养。据他的弟子谢良佐描述，程颢“终日坐如泥塑人，然接人浑是一团和气”。朱光庭则说，亲近程颢之后如同“在春风中坐了一个月”。