Inició su aprendizaje en el fundido, talla y pulido del vidrio óptico con su padre, Alvan Clark, a quien ayudó en el trabajo hasta su fallecimiento en 1887.

Junto con él fundó la Alvan Clark and Sons, fábrica de objetivos para telescopios que con el tiempo sería una importante compañía óptica estadounidense, fabricante de las mayores lentes de telescopios en los siglos XIX y XX.

Al terminar el trabajo en 1862, quiso probar su calidad óptica apuntando a la estrella Sirio y descubrió junto a ella una diminuta estrella nunca vista antes, Sirio B, éxito que catapultó a la fama a los ópticos americanos por todo el mundo.

Con su padre y un hermano habían fundado la compañía Alvan Clark & Sons, encargada de comercializar las grandes lentes ideadas por los Clark.

Cuando trabajaba en el proyecto para fabricar una gigantesca lente de 152 cm de diámetro falleció: esta realización nunca se llevó a cabo.