幼时受到父亲的影响，十分喜爱植物；八岁时得到“小植物学家”的别名。
1727年起，先后进入龙得大学和乌普萨拉大学学习。在大学期间，系统地学习了博物学及采制生物标本的知识和方法。他充分利用大学的图书馆和植物园进行植物学的学习。
1732年，随一个探险队来到瑞典北部拉帕兰地区进行野外考察，在哪里他发现了100多种新植物，收集了不少宝贵的资料，调查结果发表在他的《拉帕兰植物志》中。
1735年，周游欧洲各国，并在荷兰取得了医学博士学位。在欧洲各国他结识了那里的一些著名的植物学家和得到了国内所没有的一些植物标本。在国外的三年是林奈一生中最重要的时期，是他学术思想成熟、初露锋芒的阶段；同年；出版《自然系统》，在此书中首先提出了以植物的生殖器官进行分类的方法。
1738年，回到故乡，回到母校乌普萨拉大学任教。
从1741年起，担任植物学教授，潜心研究动植物分类学，在此后的20余年里，共发表了180多种科学论著，特别是1753年发表的《植物种志》一书，是他历时七年的心血结晶，在这部著作中共收集了5938种植物，用他新创立的“双名命名法”对植物进行统一命名。
1778年1月10日，去世，享年70岁。
2007年，为纪念林奈诞辰300周年，瑞典政府将2007年定为“林奈年”，活动主题为“创新、求知、科学”，旨在激发青少年对自然科学的兴趣，同时缅怀这位伟大的科学家。
他的著作很多，其中《自然系统》（1735年，初版；1758年，第10版）、《植物属》（1737年，初版；1764年，第6版）、《植物种志》（1753年，初版；1762年，再版）最著名。这些著作对植物的命名，仍有国际性重要意义。
林奈能取得这些成就，是因为他对植物的特殊感情和好学精神，具有广博的经历以及有利的学习、深造条件等，还在于他重视前人的工作，虚心取人之长并加以发展。如在1729年，读到法国植物学家维朗特著的《花草的结构》一书，受到启发，他根据植物的雌蕊和雄蕊的数目进行植物分类。再如，古希腊时的亚里士多德建立的动、植物命名法规已经具有双名制的萌芽，只是到了林奈才将双名制完善和推广。
18世纪生物学的进步是和林奈紧紧相连的。瑞典政府为纪念林奈这位杰出的科学家，先后建立了林奈博物馆、林奈植物园等，并于1917年成立了瑞典林奈学会。
林奈的最大功绩是把前人的全部动植物知识系统化，摒弃了人为的按时间顺序的分类法，选择了自然分类方法。他创造性地提出双名命名法，包括了8800多个种，可以说达到了“无所不包”的程度，被人们称为万有分类法，这一伟大成就使林奈成为18世纪最杰出的科学家之一。
