Занимал должность директора Прусского статистического бюро в Берлине.
Основным предметом исследований Энгеля была структура бюджетов рабочих семей. Анализ многолетних статистических данных привёл его к выводу, что с ростом дохода семьи структура расходов меняется. При этом удельный вес расходов на питание снижается, доля расходов на одежду, отопление и жилище остаётся на прежнем уровне, а удельный вес расходов на удовлетворение культурных потребностей увеличивается. Эти выводы и получили название «закона Энгеля». Изобретённая Энгелем карточная система сбора статистических данных впоследствии использовалась для переписи населения. Первым такое применение осуществил Павел Иордан в Таллине в 1871 году.