Describió las mariposas y algunos otros insectos del Alto Egipto y Arabia en Christian Gottfried Ehrenberg y Wilhelm Friedrich Hemprich's Symbolæ Physicæ (Berlín, 1829-1845).

Al mismo tiempo dirigió el Jardín Botánico de Berlín, que contiene su colecciones.

Klug trabajó principalmente con los himenópteros y los coleópteros.

El género de planta Klugia (ahora llamado Rhynchoglossum, Familia Gesneriaceae) fue nombrado en su honor, así como las mariposas geitoneura klugii y heliophisma klugii.

En 1855, fue elegido miembro extranjero de la Real Academia Sueca de Ciencias.