Brown började sin verksamhet i faderns klockfabrik och inriktades mot finmekanik och precisionsverktyg; han uppfann bl.a. mikrometern 1867 och den maskintekniskt betydelsefulla universalfräsmaskinen 1862. Browns viktigaste uppfinning är universalslipmaskinen, som höjde precisionen och minskade materialspillet. Tillsammans med Lucian Sharpe bildade han Sharpe Manufacturing Company 1853.