Frank est né en 1963 à Lich, en Allemagne. Après l'école et après avoir travaillé dans l'entreprise de menuiserie familiale à Heuchelheim, en Allemagne, il a étudié la physique et la philosophie à l'Université de Giessen et de Heidelberg.

Dans son mémoire de maîtrise en physique (1986-88), Frank a développé la méthode de forage par résistance à l'aiguille dans le but d'analyser la densité des cernes d'arbres au laboratoire de dendrochronologie de l'Université de Hohenheim, en Allemagne.