Carl Zeiss gikk fra 1834 til 1838 i lære hos hoffmekaniker og dosent ved universitetet i Jena, Friedrich Körner. Fra det andre studieåret fulgte han også naturvitenskapelige forelesninger og forelesninger i matemtikk ved universitetet. Fra 1838 tok han videreutdannelse i Stuttgart, Darmstadt, Wien og Berlin. I Wien fulgte han forelesninger over mekanikk og avla eksamen med utmerkelse. Året 1845 ble han igjen innskrevet som student i Jena og fulgte der forelesninger i matematikk og kjemi.