Es educado en Heidelberg, París, y en Viena.En 1863 es docente de Geología y de Mineralogía en el Politécnico de Karlsruhe, y tres años más tarde sucede a Oppel como Profesor de Paleontología en la Universidad de Múnich, estando a su cargo el curado de la Colección Estatal de fósiles, y realizó expediciones al desierto de Libia, entre ellas en 1873 a 1874 acompañando la expedición de Friedrich Rohlf, publicando sus primeros resultados en Über den geologischen Bau der libyschen Wuste (1880), y con más detalles en Palaeontographica (1883).En 1876 comenzó a publicar su más gran obra, Handbuch der Palaeontologie, que se completa en 1893 en cinco volúmenes, y el quinto sobre Paleobotánica lo preparan con W.P.Designó el grupo de moluscos conocido como Ammonites (1884).La abreviatura Zittel se emplea para indicar a Karl Alfred von Zittel como autoridad en la descripción y taxonomía en zoología.
Cubierta de
"Primera visión general alemana de la Historia de la Geología (Ersten deutschen Gesamtdarstellung zur Geschichte der Geologie")
1899
