Émile Clapeyron est élève chez les oratoriens du collège de Juilly (1808–1814) avant d'étudier à l'École polytechnique (1815–1818), puis à l'École des mines de Paris (1818–1820). Il devient ingénieur du Corps royal des Mines et est titularisé le . Condisciple et ami de Gabriel Lamé, il part avec lui pour Saint-Pétersbourg en 1820 pour y former les élèves de l'École des transports créée en 1809 et dirigée par Augustin Bétancourt. Le gouvernement russe confie en outre aux deux jeunes Français la conception de ponts suspendus. Avec Lamé, il découvre un calcaire qui donne un meilleur ciment. Après les événements de juillet 1830, la tension s'aggrave subitement entre la France et le tsar, et les deux ingénieurs des mines doivent rentrer en France.