Fue un astrónomo estadounidense y pionero de la exobiología. Nació en Nueva York y estudió en la Universidad de Chicago, donde se doctoró en astrofísica.
La investigación de Sagan se dirigió hacia la evidencia de vida en el espacio exterior. También estudió los orígenes de los organismos con los genetistas Hermann J. Muller y Joshua Lederberg. Tanto Lederberg como Sagan contribuyeron a la constitución de la exobiología, la búsqueda de vida extraterrestre, como disciplina científica.
Tras ejercer como profesor ayudante de astronomía en la Universidad de Harvard y como astrofísico en el Observatorio Astrofísico Smithsoniano (1962-1968), Sagan fue director del Laboratorio para Estudios Planetarios de la Universidad de Cornell. Trabajó en muchos proyectos de exploración espacial. Además de sus numerosas publicaciones científicas, escribió diversos libros de divulgación científica: Los dragones del edén (1977), El cerebro de Broca (1979), Cosmos (1980) -basado en la serie de televisión del mismo título, que produjo él- y El cometa (1985). También escribió una novela, Contacto (1985).