Тимирязев Климент Аркадьевич родился 22 мая (3 июня) 1843 году в Петербурге. Первоначальное образование получил дома. В 1861 году поступил в Петербургский университет на камеральный факультет, потом перешёл на физико-математический, курс которого окончил в 1866 году со степенью кандидата. В 1868 Тимирязев К.А. был командирован Петербургским университетом для подготовки к профессорской деятельности на два года за границу (Германия, Франция), где работал в лабораториях крупных учёных. По возвращению на родину в 1871 году Тимирязев К. А. успешно защитил диссертацию «Спектральный анализ хлорофилла» на степень магистра и стал профессором Петровской земледельческой и лесной академии в Москве (в настоящее время она называется Московской сельскохозяйственной академией им. К. А. Тимирязева). В 1875 году после защиты докторской диссертации ("Об усвоении света растением") стал ординарным профессором. В 1877 году Тимирязева пригласили в Московский университет на кафедру анатомии и физиологии растений. Читал также лекции на женских «коллективных курсах» в Москве. Кроме того, Тимирязев был председателем ботанического отделения Общества любителей естествознания при Московском университете. В 1911 году покинул университет в знак протеста против действий реакционного министра просвещения Кассо. В 1917 году, после Великой Октябрьской социалистической революции, Тимирязев был восстановлен в правах профессора Московского университета, однако из-за болезни не мог работать на кафедре. Последние 10 лет жизни занимался также литературно-публицистической деятельностью.
Основные исследования Тимирязева по физиологии растений посвящены изучению процесса фотосинтеза, для чего им были разработаны специальные методики и аппаратура. Тимирязевым было установлено, что ассимиляция растениями углерода из углекислоты воздуха происходит за счёт энергии солнечного света, главным образом в красных и синих лучах, наиболее полно поглощаемых хлорофиллом. Тимирязев впервые высказал мнение, что хлорофилл не только физически, но и химически участвует в процессе фотосинтеза, предвосхитив этим современные представления. Он доказал, что интенсивность фотосинтеза пропорциональна поглощённой энергии при относительно низких интенсивностях света, но при их увеличении постепенно достигает стабильных величин и далее не меняется, то есть им были открыты явления светового насыщения фотосинтеза.
Впервые в России Тимирязев ввел опыты с растениями на искусственных почвах, для чего в 1872 году в Петровской академии им был построен вегетационный домик для культуры растений в сосудах (первую научно оснащенную теплицу), буквально сразу после появления подобных сооружений в Германии. Чуть позже аналогичную теплицу Тимирязев установил в Нижнем Новгороде на Всероссийской выставке.
Тимирязев - один из первых пропагандистов дарвинизма в России. Эволюционное учение Дарвина он рассматривал как крупнейшее достижение науки 19 века, утверждающее материалистическое мировоззрение в биологии. Тимирязев неоднократно подчёркивал, что современные формы организмов - результат длительной приспособительной эволюции.
Благодаря выдающимся научным заслугам в области ботаники Тимирязев был удостоен целого ряда звучных званий: члена-корреспондента Петербургской Академии наук с 1890 года, почетного члена Харьковского университета, почетного члена Санкт-Петербургского университета, почетного члена Вольноэкономического общества, а также многих других научных сообществ и организаций. Тимирязев К. А. известен во всем мире. За свои заслуги на поприще науки он был избран членом Лондонского королевского общества, Эдинбургского и Манчестерского ботанических обществ, а также почетным доктором ряда европейских университетов – в Кембридже, Глазго, Женеве.