生于马萨诸塞州诺克斯包利，卒于南卡罗来纳州埃肯。兰利未受过高等教育，靠自学成才，曾发明热辐射测量仪器，建立华盛顿天体物理天文台。1887年担任华盛顿史密森学会负责人，直到逝世。兰利从中年开始研究重于空气的飞行器，进行模型飞机的橡筋弹射试验。他搜集了大量空气动力资料，为验证气动理论亲自制造旋转臂，并用鸟翼进行试验。1896年，兰利制造的蒸汽机模型飞机试飞成功，后又进行一系列具有历史意义的飞行试验，其中一架飞行距离达1280米。1898年，设计了一架用内燃机作动力装置的飞机，于1901年完成1/4缩比模型的试飞，随即制成一架全尺寸飞机，于1903年10月7～8日采用从船上弹射起飞的方式试飞，结果飞机坠落水中。兰利逝世后，美国著名飞机设计师G.H.寇蒂斯于1914年将飞机打捞出来，稍加修改而试飞成功。兰利生前的许多发现给后来的飞机研制者以有益的启示。他的主要著作是《空气动力学实验》。