Ingénieur de l'École des mines de Paris, il s'oriente vers la recherche en entrant en 1948 au Centre national de la recherche scientifique (CNRS). Parallèlement, il travaille au Collège de France (1948-1955), auprès de Frédéric Joliot. En 1959, il rejoint à Genève le CERN (aujourd'hui Laboratoire européen de physique des particules). C'est là qu'il conçoit de nouveaux types de détecteurs de particules, dont la chambre proportionnelle multifils ou "chambre de Charpak" (1968) qui permet de reconstituer en temps réel la trajectoire d'une particule élémentaire. La rapidité, la fiabilité et la capacité de traitement des "chambres de Charpak" ont permis d'étudier des événements très rares produits lors des interactions entre particules de grande énergie. Depuis 1980, Georges Charpak étudie l'application de ses appareils en biologie et en médecine, en particulier dans le domaine de l'imagerie médicale. Titulaire de la chaire Joliot-Curie à l'École supérieure de physique et de chimie industrielles de Paris depuis 1984, Georges Charpak est entré à l'Académie des sciences en 1985 et a obtenu le prix Nobel de physique en 1992.

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