程颢家历代仕宦，一说出生于今湖北武汉黄陂县，曾祖父程希振任尚书虞部员外郎，祖父程遹曾任黄陂县令，赠开府仪同三司吏部尚书，卒于该县。父程珦年幼无力返乡，遂居于黄陂，曾任黄陂县尉，后官至太中大夫。二程就是在其父任黄陂县尉时所生，自幼深受家学熏陶，在政治思想上尤受父程珦影响，以非王安石新法著称。
1057年（北宋嘉祐二年），程颢举进士后，历官鄠县主簿、上元县主簿、泽州晋城令、太子中允、监察御史、监汝州酒税、镇宁军节度判官、宗宁寺丞等职。
神宗初，任御史。因与王安石政见不合，不受重用，遂潜心于学术。《宋史》本传称：“慨然有求道之志。泛滥于诸家，出入于老、释者几十年，返求诸‘六经’而后得之”。与弟程颐开创“洛学”，奠定了理学基础。在教育上，先后在嵩阳、扶沟等地设学庠，并潜心教育研究，论著颇巨，形成一套教育思想体系。程颢提出，教育之目的乃在于培养圣人，“君子之学，必至圣人而后已。不至圣人而自已者，皆弃也”。孝者所当孝，弟者所当弟，自是而推之，是亦圣人而已矣”。即认为教育最高目的要使受教育者循天理，仁民而爱物，谨守封建伦常。学《论语》、《孟子》则为“知道”，“读《论语》、《孟子》而不知道，所谓虽多亦奚以为?”《大学》、《中庸》亦不可不学，“大学之道在明明德，明此理也”。而《中庸》“天理也，不极天理之高明，不足以道中庸”。总之，教育必以儒家经典为教材，以儒家伦理为教育之基本内容。程颢还提出，读书以期“讲明义理”，注重读书方法，“读书将以穷理，将以致用也”，不可“滞心于章句之末”，为此者乃“学者之大患”。同其理学思想一样，程颢的教育思想对后世影响深远。后人为求学统渊源，于他讲学之处立祠或书院以为纪念。
1056年（宋仁宗嘉祐元年），程颢于京师讲《易》处（今河南开封繁塔之左）立二程祠。1489年（明成化二十年），河南巡抚李衍就二程祠建大梁书院，祀二程于讲堂。另嵩阳书院亦为纪念二程所立。《嵩阳书院志·序》称：“嵩阳书院，宋藏经处，两程夫子置散投闲与群弟子讲学地也”。
1220年（宋宁宗嘉定十三年），赐谥程颢为“纯公”，程颐为“正公”。1241年（理宗淳祐元年），又追封程颢为“河南伯”，程颐为“伊川伯”，并“从祀孔子庙庭”。1330年（元明宗至顺元年），诏加封程颢为“豫国公”，程颐为“洛国公”。1455年（明代宗景泰六年），诏令两程祠以颜子（即颜渊）例修建，规制比于阙里，前后殿庑斋室等房共六十余间，祭文称颂两程“阐明正学，兴起斯文，本诸先哲，淑我后人”。1686年（清康熙二十五年），二程进儒为贤，位列孔子及门下、汉唐诸儒之上，次年康熙皇帝又赐给两程祠“学达性天”匾额。
二程的著作有后人编成的《河南程氏遗书》、《河南程氏外书》、《明道先生文集》、《伊川先生文集》、《二程粹言》、《经说》等，程颐另著有《周易传》。二程的学说后来由南宋朱熹等理学家继承发展，成为“程朱”学派。