Sohn des Juristen und Bibelübersetzers Johann Friedrich von M.
Besuch des Ffter Gymnasiums. Naturwissenschaftliches Studium in Heidelberg, München und Berlin. Bereits seit 1825 Mitglied der SNG, fand M. bald in der Paläontologie seine Fachdisziplin. Sein Hauptinteresse galt hierbei der Erforschung von Reptilien und Säugetieren. M. gelang es, die Paläontologie von einer Hilfswissenschaft der Geologie zu einer selbstständigen biologischen Wissenschaft zu emanzipieren. 1851/52 war M., der seine Forschungen überwiegend privat betrieb, Erster Direktor der SNG. Einen Ruf als ordentlicher Professor für Geologie und Paläontologie an die Universität Göttingen lehnte er 1860 ab.
Neben seiner wissenschaftlichen Tätigkeit bekleidete M. zahlreiche öffentliche Ämter. Als Mitglied der Ständigen Bürgerrepräsentation (1834-37) war er vornehmlich mit finanziellen Aufgaben betraut. 1837 wurde er zum „Bundescassen-Controlleur“, 1862 auf einstimmigen Beschluss zum „Bundescassier“ des Deutschen Bundestags bestellt. Im Krieg von 1866 verbrachte M. die Bundeskasse von Ffm. nach Ulm, später nach Augsburg und entzog sie damit dem preußischen Zugriff. Bei Kriegsende wickelte er die Liquidation der Bundeskasse ab. Danach wurde er gemeinsam mit den übrigen Bundesbeamten pensioniert. Seine wissenschaftlichen Studien konnte er jedoch, bedingt durch raschen körperlichen Verfall, nicht mehr fortsetzen.
Seit 1830 Diaconus der Ffter evangelisch-lutherischen Gemeinde. Seit 1835 Senior des evangelisch-lutherischen Armenpflegamts.
Mehr als 300 Fachveröffentlichungen.
Herausgeber des Sammelwerks „Palaeontographica“ (ab 1846).
Zahlreiche Auszeichnungen für seine wissenschaftlichen Verdienste. 1845 Ehrendoktor der Philosophischen Fakultät der Universität Würzburg.
Ein Berg in Neuseeland trägt M. zu Ehren seit 1863 den Namen „Mount Meyer“.