Francesco Amigoni ha ottenuto la Laurea in Ingegneria Informatica presso il Politecnico di Milano nel 1996 e il titolo di Dottore di Ricerca in Ingegneria Informatica e Automatica presso il Politecnico di Milano nel 2000. Da dicembre 1999 al settembre 2000 è stato visiting scholar presso il Computer Science Department della Stanford University (USA).
Da febbraio 2002 ad aprile 2007 è stato ricercatore e da maggio 2007 ad aprile 2021 è stato professore associato presso il Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria del Politecnico di Milano, dove da aprile 2021 è professore ordinario. I suoi interessi di ricerca riguardano principalmente l’intelligenza artificiale e la robotica autonoma e, in particolare, i sistemi multiagente e multirobot, la robotica mobile e gli aspetti filosofici dell'intelligenza artificiale.