美國實驗物理學傢。生於三藩市，卒於伯克利。1941年畢業於達特茅斯學院，1949年獲芝加哥大學哲學博士學位。1942～1945年加入美國研製原子彈的機構曼哈頓工程。1947～1949年到阿貢國傢實驗室工作。隨後任加州大學伯克利分校副教授、教授。1960年當選美國國傢科學院院士。1989年退休。
1948年張伯倫和其老師E.G.塞格雷合作，開始做一系列質子–質子散射實驗和極化效應的研究。1955年和塞格雷以質子同步穩相加速器發現瞭反質子，為此他們同獲1959年諾貝爾物理學獎。次年，他們又證實存在反中子。張伯倫還研究瞭反質子與氫和氘的相互作用、π介子散射等問題。