因父母侨居俄国生于莫斯科，1899年回瑞士。1911年毕业于苏黎世大学，获哲学博士学位。还曾获欧洲许多大学名誉学位。1912年到德国法兰克福大学，在细菌学家埃尔利钸指导下从事研究工作。1918年回瑞士，任有机化学教授，1919－1959年任化学系主任。是美国国家科学院和其他一些国家科学院院士。
卡勒是研究类胡萝卜素、黄素和维生素的先驱之一。1933年与霍沃思等合成维生素C，1934年与库思合成维生素E，1939年又分离出维生素K1。由于在研究维生素方面所取得的重大成就，1937年与霍沃思同获诺贝尔化学奖。
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