Тимирязев Климент Аркадьевич родился 22 мая (3 июня по старому календарю) 1843 году в Петербурге в семье начальника таможенного округа Петербурга.
(Подробные сведения о жизни Тимирязева смотрите в работе В. Л. Комарова "Жизнь и творчество К. А. Тимирязева" и Г. В. Платонова "Мировоззрение К. А. Тимирязева")
Как и многие дети из дворянских семей той поры, Климент с раннего возраста проходил разностороннее домашнее обучение. Под влиянием прогрессивно настроенного отца мальчик с детских лет впитал в себя либеральные республиканские взгляды.
С 1860 года Тимирязев К. А. поступил учиться в Петербургский университет на камеральный (юридический) факультет, но затем перешел на другой факультет – физико-математический на естественное отделение. В 1861 году за участие в студенческих волнениях и отказ от сотрудничества с органами он был исключен из университета. Ему было позволено продолжать обучение в университете в роли вольнослушателя только через год. В качестве студена он уже опубликовал ряд статей по дарвинизму, а также на социально-политические темы. В 1866 году Тимирязев успешно окончил обучение со степенью кандидата и золотой медалью за работу «О печеночных мхах», которая так и не была напечатана.
Свою научную деятельность Тимирязев начал под руководством широко известного русского ботаника А. Н. Бекетова. Первый настоящий научный труд К. А. Тимирязева «Прибор для исследования разложения углекислоты» был опубликован в 1868 году. В том же году молодой ученый отправился за границу, чтобы расширить свои знания и опыт, а также и подготовиться к профессуре. Его учителями и наставниками были в том числе: Гофмейстер, Бунзен, Кирхгоф, Бертло, Гельмгольц и Клод Бернар. На формирование мировоззрения К. А. Тимирязева оказал влияние революционно-демократический подъем в России, а на развитие его научного мышления целая плеяда естествоиспытателей, среди которых были Д. И. Менделеев, И. М. Сеченов, И. И. Мечников, А. М. Бутлеров, Л. С. Ценковский, А. Г. Столетов, братья Ковалевские и Бекетовы. К. А. Тимирязев испытал сильное влияние от работ таких великих русских революционных демократов как В. Г. Белинский, А. И. Герцен, Н. Г. Чернышевский, Д. И. Писарев и Н. А. Добролюбов, которые интересовались естествознанием и использовали научные достижения, чтобы обосновать материалистические взгляды на естественную природу. Огромное влияние на талантливого ученого оказало эволюционное учение Ч. Дарвина. Тимирязев одним из первых среди российских ученых познакомился с «Капиталом» Карла Маркс и проникся новыми идеями.