Карл Сэйган окончил в 1954 г. Чикагский университет, в 1960 получил степень доктора астрономии и астрофизики. В 1960-62 гг. работал в Институте фундаментальных исследований Калифорнийского университета в Беркли, затем преподавал в Гарвардском университете и одновременно работал в Смитсониевской астрофизической обсерватории в Кембридже. В 1968 г. он перешёл в Корнелльский университет, где получил должность профессора и возглавлял Лабораторию планетных исследований.

Хотя круг интересов Сэйгана был очень широк, основные его исследования связаны с планетной астрономией. Он был участником и руководителем многих проектов по исследованию планет Солнечной системы ("Маринер-2", 1962; "Маринер-9", 1971; "Викинг", 1976; "Вояджер", 1977; "Галилео", 1989). Сэйган активно занимался экзобиологией и проблемой происхождения жизни на Земле. В 1968 г. он провёл эксперименты по моделированию синтеза органических соединений в первичной атмосфере Земли, в ходе которых была доказана возможность образования молекулы АТФ.

Сэйган занимался также поисками жизни на Марсе (проект "Викинг"). Особым направлением его деятельности была разработка посланий внеземным цивилизациям - такие послания были расположены на борту двух космических аппаратов "Пионер" и двух аппаратов "Вояджер".

Сэйган был одним из самых известных популяризаторов науки. Он является автором ряда монографий, научно-популярных и научно-фантастических произведений. Среди них: "Разумная жизнь во Вселенной", 1966 (совместно с И.С.Шкловским); "Космическая связь", 1973; "Драконы Эдема. Рассуждения об эволюции человеческого мозга", 1977 (Пулитцеровская премия); "Космос", 1980; "Комета", 1985 (совместно с Энн Друян); "Контакт", 1985.

Сэйган вёл большую общественную работу. Он был одним из основателей и руководителей Планетного общества, основателем и главным редактором журнала "Икарус", президентом секции планетологии Американского геофизического союза, возглавлял астрономическую секцию Американской ассоциации развития науки. За свою научную, просветительскую и литературную деятельность он был удостоен десятков почётных званий, степеней, медалей и премий, в том числе высшей награды Национальной Академии наук США - "За большой вклад в использование науки на благо общества".

Имя Карл - германского происхождения, от слова Karlaz со значением "свободный человек". Имя Эдвард происходит от древнеанглийских слов ead - "богатство" и weard - "охрана". Фамилия Саган - от польского sagan - "котёл, чугун".

Вне Нью-Йорка

- Мемориальная доска в Итаке, штат Нью-Йорк, на Первой стрит, 601 (2002 г.)

- Центр изучения жизни в космосе им. К. Сэйгана в исследовательском центре NASA на базе Моффетт в Калифорнии.

Вне Земли

Астероид 2709 Sagan.