Эрнст Геккель родился 16 февраля 1834 года в Потсдаме (Германия). С 1852 года он изучал медицину и естествознание в Берлинском, Вюрцбургском и Венском университетах. В 1857 году получил диплом врача.

Примерно в тот же период он знакомится с дарвиновскими идеями, которые оказали на него сильнейшее воздействие. В 1863 году Геккель выступает с публичной речью о дарвинизме на заседании Немецкого научного общества. В 1866 году опубликована его книга «Общая морфология организмов», а спустя два года появилась «Естественная история миротворения», где он в более популярной форме излагает развиваемый им эволюционный подход.

В 1874 году Геккель опубликовал работу «Антропогения», или «История развития человека», в этой работе он высказывается о проблемах эволюции человека. В частности, в работе высказана мысль о существовании в историческом прошлом формы, промежуточной между обезьяной и человеком. Это предположение было позже подтверждено находкой на острове Ява останков питекантропа.

Позднее, в 1866 году, Геккель разработал теорию происхождения многоклеточных (теория гаструлы). А также сформулировал биогенетический закон, согласно которому в индивидуальном развитии организма как бы воспроизводятся основные этапы его эволюции. Он построил и первое генеалогическое древо животного царства. Продолжая свои зоологические исследования в лаборатории и в ходе экспедиций на остров Мадейра, на Цейлон, в Египет и Алжир, Геккель публикует монографии по радиоляриям, глубоководным медузам, сифонофорам, глубоководным рыбам-удильщикам, а также свой последний систематический труд – внушительную Систематическую филогению.

После 1891 года Геккель целиком уходит в разработку философских аспектов эволюционной теории. Он становится страстным поклонником «монизма» – научно-философской теории, призванной, по его мнению, заменить религию. Позже он основывает «Лигу монистов».

Эрнст Геккель скончался 9 августа 1919 года в Йене (Германия).