Бо?льшую часть жизни был аптекарем. Работал в Кведлинбурге, Ганновере, Данциге, в 1771 г. перебрался в Берлин. Наконец, в 1787 г. Клапрот был приглашён преподавать химию в Артиллерийскую академию, а с основанием Берлинского университета стал в 1810 г. его профессором.
Клапрот был в Германии авторитетным противником теории флогистона, особенно известен своим анализом минералов, тщательность которого и позволяла выявлять новые элементы (хотя получить хотя бы один из них в чистом виде Клапроту не удалось). Первооткрыватель явления полиморфизма: в 1798 году он установил, что минералы кальцит и арагонит имеют одинаковый химический состав — СаСО3
Основные работы Клапрота, в общей сложности около 200, собраны им самим в шеститомном собрании «Beitr?ge zur chemischen Kenntnis der Mineralk?rper» (Берлин, 1793—1815). Кроме того, Клапрот составил «Химический словарь» (нем. Chemisches W?rterbuch; 1807—1810).
Имя Клапрота носит кратер на Луне.
