César-François Cassini dit Cassini de Thury, second fils de Jacques Cassini et de SuzannFrançoise Charpentier de Charmois, est né à Thury (Oise) le 17 juin 1714. Élevé par son grand-oncle Jacques-Philippe Maraldi, il étudie en famille à l'Observatoire de Paris et montre très tôt des dons pour l'astronomie.

Sa carrière scientifique débute au moment où le débat qui oppose cartésiens et newtoniens sur la forme de la Terre atteint en France son sommet. Il participe aux opérations géodésiques de 1733-1734 entreprises par son père. L'Académie l'admet comme assistant «surnuméraire» en 1735. Il devient assistant régulier en 1741, associé dans la section de mécanique, puis membre pensionné dans la section d'astronomie en 1745.

Dans le même temps, César-François menait une vie brillante. Il épousa, en 1747, Charlotte Drouin de Vandeuil, et eut deux enfants: un fils, Jean-Dominique, qui lui succéda à l'Observatoire sous le nom de Cassini IV, et une fille, FrançoisElisabeth. En 1748, il fut nommé maître ordinaire à la Chambre des comptes et Conseiller du Roi. Il fut membre étranger de la Royal Society et de l'Académie de Berlin. Il renoua également des liens avec l'Italie et avec la ville de Bologne.

En 1771, lorsqu'il reçut le titre de Directeur général de l'observatoire, Cassini III obtenait explicitement le droit d'habiter dans l'établissement, avec survivance héréditaire de ce droit. Car si tous les Cassini ont toujours occupé le même appartement du premier étage, ce n'était jusqulà que l'effet d'un brevet personnel renouvelé à chaque nouveau titulaire, et cela valait aussi bien pour les Cassini que pour les autres académiciens astronomes. Les travaux astronomiques de Cassini III ne sont pas très remarquables, ce fut surtout un grand géodésien et un cartographe de talent; la grandeur et la qualité du travail que fut la première carte moderne de France éclipse ses autres travaux.

Il meurt le 4 septembre 1784 de la petite vérole.