Русский химик-органик. Закончив в 1833 г. Казанский университет с золотой медалью за работу по астрономии, Зинин три года преподавал физику, механику, гидростатику и гидродинамику. Затем ему поручили также вести курс "чистой химии". Но для того чтобы квалифицированно преподавать химию в университете, надо было научиться работать в лаборатории. Центром по проведению химических экспериментальных и теоретических исследований в 30-40-е гг. XIX в. была лаборатория немецкого ученого Ю. Либиха в Гисенском университете. Получив командировку за границу для совершенствования химических знаний, Зинин большую часть времени проработал в лаборатории Ю. Либиха.
После возвращения на родину он в 1841 г. стал преподавать химическую технологию и органическую химию в Казанском университете, одновременно изучая ароматические соединения. В 1842 г. появилось сообщение Зинина о синтезе анилина ("бензидама" у Зинина) и a - нафтиламина ("нафтилидама"), полученных им при действии сульфида аммония на ароматические нитро-соединения - нафталин и нитробензол. После того как в 1856 г. химики нашли несложный для промышленного осуществления способ получения красителей при окислении анилина, реакция Зинина приобрела большое значение для создания промышленности синтетических красителей (см. Красители и краски). В наши дни область промышленного использования ароматических аминов, и в первую очередь анилина, значительно расширилась: помимо получения красителей она включает также производства лекарственных веществ, пластмасс, ускорителей вулканизации каучука, взрывчатых веществ.
Зинин провел и другие исследования по органической химии: им были открыты производные мочевины, используемые в настоящее время как лекарственные препараты, а также некоторые азо- и диазосоединения, которые сейчас применяются для синтеза красителей.
С 1848 по 1864 г. Зинин заведовал кафедрой химии Медико-хирургической академии в Петербурге и там же был директором химических работ с 1864 по 1874 г. Н.Н. Зинин вместе с А. А. Воскресенским создал школу химиков, из которой впоследствии вышли такие замечательные ученые, как А. М. Бутлеров, В. В. Марковников, А. П. Бородин и другие.
Авторитет Зинина среди русских химиков был очень велик. Когда в 1868 г. в России было создано их научное объединение - Русское химическое общество, академика Зинина избрали его президентом. В течение 10 лет ученый руководил работой общества, деятельность которого благотворно влияла на совершенствование химической науки и промышленности в России. После смерти Зинина Русское химическое общество учредило премию имени Н.Н. Зинина и А.А. Воскресенского "За исследования, сделанные в России для поощрения дальнейшего развития химии".