Ehrenberg studerte først teologi og deretter medisin i Berlin. Ehrenberg gjorde vidstrakte reiser, blant annet med Friedrich Wilhelm Hemprich til Egypt og med Alexander von Humboldt til Altaj. Han ble professor i medisin i Berlin i 1839 og ble berømt fremst for sine studier over infusorier, et foreldet begrep for protoktister og andre små, vannlevende organismer. Hans viktigste arbeide på dette område er (1838, med utmerkede illustrasjoner).