生、卒于怀庆府（今河南沁阳）。是明宗室郑恭王朱厚烷的长子。11岁时封世子。13岁时，父恭王以请帝“修德讲学”、规谏“神仙土木”，激怒世宗。15岁时，父又因宗室诬告“叛逆”，以“讪朕躬，在国骄傲无礼，大不道”的罪名被削爵，禁锢于凤阳。隆庆元年（1567）十二月，朱厚烷复爵，大约翌年还邸。朱载堉15～33岁，“痛父非罪见系，筑土室宫门外，席藳独处者十九年”（《明史·朱载堉》）。35岁时母丧除服后，始议婚娶。56岁时，父恭王薨，朱载堉体弱多病，且认为王位应由其所属简王第四支复归第三支朱载玺，因此先后7次上疏，恳求让爵，70岁时始获准，但仍以世子禄终身。翌年，明神宗赐建“让国高风”玉音坊。朱氏自幼聪颖笃学，终生潜心乐律历算。早年阐悟佛典，约自58岁离府邸，避退城北丹水一带隐居，自称道人，倾其心血继续著述。万历三十九年（1611）四月卒，终年76岁，谥端清。葬隐居地附近的九峰山之原。

朱载堉的主要著作汇集在《乐律全书》，涉及律学、乐学、算学、历学、舞学诸学科，共计14种，于万历三十四年进献宫廷。此外，其未收入《乐律全书》的早期著述和进献《乐律全书》以后完成的著作，传世者有6种：《瑟谱》十卷（1560年自撰小序、大序）、《嘉量算经》三卷（1610年自序）、《律吕正论》四卷（1610）、《律吕质疑辩惑》（1610或1611）、《圆方勾股图解》（1610）、《古周髀算经图解》（赵君卿注，朱载堉图解，1610）。其他只见著录，未见传世刊本者尚有多种，如《韵学新说》《切韵指南》《毛诗韵府》《先天图正误》《瑟铭解疏》《算经秬秠详考》《金刚心经注》《礼记类编》等。

《乐律全书》（明万历刊本）

朱载堉早年受其父并通过其父受到何瑭学术思想的影响。其学术贡献是明末实学思潮重大成就之一，主要体现在律学方面：创建“新法密率”学说，解决了中国传统律学中“黄钟还原”（旋宫转调）的千古难题，在世界律学史上首先创建十二等比律（十二平均律）的理论并取得计算成果，他认为，“律为万事根本”，律学是“数度之学”，且“依律起历”，“律历融通”，其本在“天地之道”“自然之理”，因此独尊“新法密率”，具有一元化律制观。又认为：讲律吕，为兴乐，律为体，乐为用，礼乐二者不可偏废，古代乐舞体制应予恢复和弘扬。在明末历学业已衰落的情况下，朱载堉向宫廷进献的《黄钟历》和《圣寿万年历》两种历法虽未被采纳施行，但其关于回归年的计算成果甚为精密，并在著述中揭示当时施行的《大统历》产生弊端的原因。晚年与历学家邢云路有学术交往，75岁时为邢著《古今律历考》撰序。其舞谱论著在中国和世界舞学发展史中占重要地位。其结合“新法密率”计算求出的等比数列，精密程度在世界数学史上位居前列。