Воспитывался в парижской политехнической школе (1816—1818). В 1820 отправился со своим товарищем Ламе в Россию, где был профессором в институте путей сообщения. Вернувшись в 1830 во Францию, Клапейрон участвовал в постройке многих железных дорог и составил множество проектов по постройке мостов и дорог.
Клапейрон известен работами по термодинамике. Из его сочинений наиболее интересны:
- «Sur la stabilit? des vo?tes» (фр. «Об устойчивости арок»)
- «Sur l'?quilibre int?rieur des corps solides» (фр. «О внутреннем равновесии твёрдых частиц»)
- «Vues politiques et pratiques sur les travaux publiques en France» (фр. «Политический и практический взгляды на общественные работы во Франции»)
- «Sur la th?orie m?canique de la chaleur». (фр. «О механической теории теплоты»)
В 1858 году был избран в члены Парижской академии наук на место Коши. Одна из улиц Парижа получила его имя. Его имя также внесено в список величайших учёных Франции, помещённый на первом этаже Эйфелевой башни.
