Charles Sheffield nació en Inglaterra en 1935. Se educó en el St. John's college de Cambridge, estudió ciencias matemáticas y obtuvo el doctorado con una tesis sobre física teórica. Ha obtenido la ciudadanía americana, vive en Maryland, está casado y tiene cuatro hijos.
Ha sido presidente de la American astronautical society, es miembro de la British interplanetary society y trabaja como director científico en la Earth satellite corporation. Es un especialista mundial en tecnología espacial y ha sido consultado repetidas veces por varios comités del congreso de los Estados Unidos de América. Su famoso estudio Earth watch trata de la observación de la Tierra por satélites y ha sido traducido a varias lenguas. Ha escrito una cincuentena de artículos y comunicaciones científicas y más de dos docenas de artículos de divulgación científica.
Su primera publicación en el campo de la ciencia ficción fue el relato "What song the sirens sang", aparecido en Analog en 1977. Ha sido también presidente de la Science fiction writers of America entre 1984 y 1986. Escribe una columna periódica en Thrust, uno de los más interesantes fanzines estadounidenses. Se le ha calificado como "uno de los talentos más imaginativos y apasionantes aparecidos en la ciencia ficción en los últimos años" (Publishers Weekly), y se le ha bautizado también como "el Asimov o Clarke del futuro" (Noumenon).
Su primera novela es Sight of Proteus (1978), y en la segunda, titulada The web between the worlds (1979), introdujo la noción del ascensor espacial simultáneamente con la novela de Arthur C. Clarke Las fuentes del paraíso. En The McAndrew chronicles (1983) introdujo la noción de la "propulsión cuántica" que posteriormente ha sido utilizada también por Arthur C. Clarke en Cánticos de la lejana tierra.
Otras novelas son: My brother's keeper (1982), que está siendo llevada al cine, Entre los latidos de la noche (1985), La caza de Nimrod (1986) y también The selkie, esta última en colaboración con David Bischoff. Sus primeros relatos se recogieron en las antologías Vectors (1979) y Hidden variables. También Erasmus magister (1982) está formada por tres relatos que tienen como protagonista al científico inglés Erasmo Darwin (1731-1802).
En l988 van a aparecer en el mercado norteamericano sus nuevas novelas Trader's world, Proteus unbound y The Judas cross.