美国国籍，化学家。1941年4月28日生于美国宾夕法尼亚州费城。1968年获得美国斯坦福大学博士学位。现任美国斯克利普斯研究所W.M.Keck讲座教授、中科院上海有机化学研究所特聘教授。1984年当选为美国艺术与科学院院士，1985年当选为美国国家科学院院士。
卡尔·巴里·夏普利斯在不对称催化领域起了奠基性的作用，在该领域发明了多个人名反应，相关反应被有机化学教材收录并广泛应用。Sharpless不对称环氧化反应是一种对映选择性的氧化反应，可以用来从一级或者二级烯- 制备光学活性2，3-环氧醇，已经被应用于糖类、萜烯、白三烯、信息素、抗生素等的合成。Sharpless不对称双羟基化反应与Sharpless环氧化反应一样，也是现代有机合成中最重要的基本反应之一，大多数烯烃能都以高产率、高光学活性转化成邻二醇，而且反应条件温和，无需低温、无水、无氧等条件。由于其在不对称催化氧化领域的开创性贡献，夏普利斯与美国科学家威廉·诺尔斯和日本科学家野依良治分享了2001年诺贝尔化学奖(他分享一半，另外两位分享另一半）。
点击化学是由夏普利斯在1998年初步提出并在其后逐步完善的一个合成概念。它的核心理念是：合成化学要以分子功能为导向，通过小单元的简便拼接，快速可靠地完成各种各样分子的化学合成。基于点击化学的概念，他的团队分别在2002年、2014年发现了两个最具代表性的反应：一价铜催化的叠氮化物-端炔烃环加成反应(CuAAC）和六价硫氟交换反应(SuFEx）。点击化学是目前最为有用和引人注目的合成理念之一，极大地促进了材料化学、化学生物学、药物化学、超分子化学等领域的发展。由于夏普利斯在不对称催化、特别是点击化学方面的突出贡献，2019年度美国化学会授予普里斯特利奖章，该奖章是美国化学学会所授予的最高荣誉。
三十多年来，夏普利斯与中国科学家保持着密切的交流，与中国高校和科研院所保持着深入的合作，一直关注和支持中国化学事业的发展，与几代中国有机化学家建立了深厚的友谊，并为中国培养了一批优秀人才。特别是自2016年以来，夏普利斯教授与中国科学院上海有机化学研究所签署了特聘教授协议，并建立了独立的“点击化学”实验室，开展独具特色的有机氟点击化学研究。短短三年时间，其团队已在叠氮分子快速合成方面取得了突破性的进展。鉴于夏普利斯为推动中国化学界和国际的合作所做出的重要贡献，2017年被授予“中国化学会荣誉会士”称号。