Родился в Германии в семье известного ученого богослова и оратора Иоанна Эрнста Шуберта, в 1783 переехал в Россию, сначала в Ревель, где получил должность ревизора Гапсальского уезда, а в 1785 был определен географом при Петербургской академии наук, причем первым его делом в связи с этой должностью было устройство поврежденного пожаром Готторпского глобуса. Адъюнкт Петербургской академии наук (c 1786) и академик c 1789. С 1804 заведовал академической обсерваторией. Занимался вопросами мореходной астрономии, по его инициативе были созданы морские астрономические обсерватории в Николаеве и Кронштадте.
В астрономии основные труды Шуберта относятся к практической астрономии и небесной механике. Разрабатывал теории движения Марса, Луны, Урана, Цереры. В 1805 вместе с сыном участвовал в неудачной российской экспедиции в Китай. Произвел магнитные наблюдения по маршруту Петербург — Казань — Тобольск — Иркутск. Наряду с научной работой, занимался популяризацией астрономии, в Петербурге в 1798 впервые опубликовал курс теоретической астрономии, который по предложению П. С. Лапласа был переведен на французский язык и издан в Западной Европе. Автор «Руководства к астрономическим наблюдениям…» (1803, на немецком языке, перевод на русский язык осуществил И. И. Фицтум). Широкую известность имела его книга «Популярная астрономия» (части 1-3, 1804—1810), в которой описана история астрономии от древности до появления «Небесной механики» Лапласа. В математике труды Шуберта (связанные с астрономией и картографией) относятся к сферической геометрии, где он изучил свойства локсодромы, в работах 1788—89 ввёл термины «конформная проекция». Кроме того, у Шуберта имеются труды по алгебре и теории особых точек кривых.
С 1808 по 1818 издавал календари «Карманный месяцеслов» и «Морской месяцеслов» для нужд морского флота, с 1810 по 1825 редактировал выходившую в Санкт-Петербурге на немецком языке газету St. Petersburger Zeitung.
В 1813 Шуберт был принят в число почётных членов государственного адмиралтейского департамента. В 1816 произведён в действительные статские советники. Награждён орденом святого Владимира 4-й степени, впоследствии орденом святого Владимира 3-й степени и орденом святой Анны 8-го класса с алмазными украшениями.
Его сын, Ф. Ф. Шуберт, был генералом-от-инфантерии российской армии. Правнучка — С. В. Ковалевская — известный математик.