程颢其祖先历代仕宦，祖籍徽州篁墩（今黄山市屯溪区篁墩村）。他们的高祖程羽，是宋太祖赵匡胤手下一员将领。在宋太宗赵光义为晋王时，又是幕僚之一，又做过宋真宗的老师，官至兵部侍郎，死后赠封少卿。曾祖父程希振， 曾任尚书虞部员外郎。其祖父程囗赠开封府仪同三司吏部尚书。二程的父亲程珦又以世家的萌庇，照例做了一个“郊社斋郎”，得到了晋升机会，由此起家，连续做了几十年的中央和地方官，官至太中大夫，到了暮年，才因病退休。
高祖父程羽由汴京（今河南开封）迁居河南府（今河南洛阳），赠开府仪同三司吏部尚书。宋仁宗录旧臣后代，程颢的父亲程珦因此被授为黄陂县尉，历知龚、凤、磁、汉诸州，后官至太中大夫。
宋仁宗明道元年（1032年）正月十五日，程颢出生于黄州黄陂县草庙巷（今武汉黄陂区前川街道） 。
程颢和弟弟程颐自幼深受家学熏陶，在政治思想上尤受其父程珦的影响，以反对王安石新法著称。
程颢资性过人，修养有道，和粹之气，盎然于面，门人、友人与之相交数十年都未尝看见他有急厉之色。
嘉祐二年（1057年）， 程颢举进士后，历任官鄠县主簿、上元县主簿、泽州晋城令、太子中允、监察御史、监汝州酒税、镇宁军节度判官等职。
宋神宗在位期间（1068年~1085年），程颢任御史。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。他先后在嵩阳、扶沟等地设学堂，并潜心教育研究，论著颇巨，形成了一套教育思想体系。
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”。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。且强调教育必须以儒家经典为教材，以儒家伦理为教育的基本内容。
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也影响深远。后人为求学统渊源，于他讲学之处立祠或书院以为纪念。
宋仁宗嘉祐元年（1056年），程颢于京师讲《易》处（今河南开封繁塔之左）立二程祠。
宋神宗元丰八年（1085年），宋哲宗即位，召其为宗正丞，还未起行，程颢已于六月十五日病逝，享年五十四岁。
宋宁宗嘉定十三年（1220年），赐谥程颢为“纯公”，程颐为“正公”。
宋理宗淳祐元年（1241年），又追封程颢为“河南伯”，程颐为“伊阳伯”，并“从祀孔子庙庭”。
元明宗至顺元年（1330年），诏加封程颢为“豫国公”，程颐为“洛国公”。
明代宗景泰六年（1455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”。
明宪宗成化二十年（1489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”。
清圣祖康熙二十五年（1686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二程祠“学达性天”匾额。
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