Родился в Штральзунде (Германия). Шведский химик, член Королевской шведской Академии наук. В 1756–1765 гг. работал в аптеке в Гётеборге и самостоятельно изучал химию. В 1765–1786 гг. работал также в аптеках Мальмё, Стокгольма, Упсалы, Чёпинга.
По профессии Шееле был фармацевтом, поражал мастерским проведением химических опытов. Его работы охватывают многие области химии, он – первооткрыватель множества органических и неорганических веществ. Он предложил способ получения фосфора и получил раствор плавиковой кислоты, выделил в свободном состоянии хлор, марганец и оксид бария. Открыл мышьяковый водород и мышьяковую кислоту, получил и исследовал сероводород и другие соединения серы. Он первым обратил внимание на то, что железо, медь и ртуть имеют переменную валентность. В 1772 г. Шееле впервые получил в лаборатории чистый кислород, названный им «огненный воздух», но опубликовал свои результаты лишь в 1777 г. в книге «Химический трактат о воздухе и огне», поэтому первооткрывателем кислорода считается Пристли.
Шееле выделил и описал свыше половины известных в XVIII в. органических соединений: виннокаменную, молочную, мочевую, циануровую, бензойную, слизевую, щавелевую, лимонную, яблочную, пирогалловую кислоты, сложные эфиры уксусной, бензойной и других кислот. Выделил синильную кислоту.
Скромного фармацевта приглашали заведовать кафедрами химии в знаменитые университеты. Шееле отказывался от заманчивых предложений.