Клапейрон родился в Париже в 1799 году. В 1818 году, закончив Политехническую школу, Клапейрон поступил на должность инженера. Первые труды Клапейрона были посвящены описанию парохода.
В 1821 году Клапейрон вместе с другом получают приглашение на работу в Россию, в Петербургский институт инженеров путей сообщения. В преподавательской деятельности Клапейрон удачно сочетал инженерно-прикладные и теоретические вопросы.
Работая в России, Клапейрон продолжал как научные исследования, так и инженерную деятельность по строительству мостов, устройству каналов и шлюзов, углублению русла рек. Деятельность Клапейрона была отмечена его избранием членом-корреспондентом Петербургской академии наук.
В 1831 году Клапейрон возвращается во Францию, где он продолжил свою инженерную деятельность, в основном, по строительству мостов и железных дорог. В 1844 он был назначен профессором «Школы мостов и дорог», а 1848 был избран членом Парижской академии наук. В Академии он принимал участие в работе многих комитетов, в том числе комитета, разрабатывавшего основы проекта строительства Суэцкого канала.
Огромное внимание Клапейрон уделил разъяснению и продолжению работы Карно «Размышление о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу». Именно исследуя идеальный тепловой двигатель Карно, Клапейрон вывел уравнение состояния идеального газа, носящее сегодня его имя.
.