复杂的显微镜既已发展出来，我们便可能更详细地检查植物的构造，甚至繁殖的秘密。植物学从其医药奴仆的身份独立，林奈则以一位科学圣者的谨慎与忠诚规划着布满生命的世界。
他的父亲尼尔斯·林奈是瑞典斯登布罗胡路德教派的教区牧师。牧师之子在保存虔诚上特具困难，但林奈设法保存这份虔诚，结果，尤其在植物世界中，发觉到感谢造物主的无限理由。
尼尔斯是一位热心的园丁，他喜爱奇花异木，并种植在教宅四周，供做活生生的赞美祈祷。这些植物成了林奈儿时的玩具与密友，因此（他告诉我们）他长大后对植物具有“一种不可熄灭的爱好”。他常常逃学，在树林和田野中采集标本。父亲希望他成为一位牧师，因为这个少年具有善良的灵魂，身教比言传更能多予教导启发。但他喜爱医药，1727年20岁时，他便以医学生的身份就读于伦德大学。一年后，由于老师们的热心推荐被送往乌普萨拉大学深造。因为他是五个孩子中的一个，无法从父母那里得到许多资助。他穷得修不起鞋子，只好将纸塞进去盖住洞口，以驱除寒冷。他以这种研究热诚很快在植物学和医学上大获进境。1731年，他受任为植物学的副讲师，并在拥有24个孩子的鲁德贝克教授家中担任家庭老师。“现在，因为上帝的恩典，”他写道，“我已有了一笔收入。”
乌普萨拉科学协会决定派遣一支探查队研究拉普兰的植物时，林奈即被选为领队。他和一群年轻的伙伴于1732年5月12日出发。他以自然绚丽的文体描写他出发时的情景：
天空灿烂和煦，柔和的西风使空气清爽沁凉……桦树的嫩芽开始焕发成叶。大部分树木的叶丛，都已相当茂盛，只有榆树、白杨，尚还光秃。云雀凌空高唱。约过一英里，我们抵达一座森林的入口。云雀飞离我们，但松树顶梢的黑鹂在倾播情歌。
这就是林奈。他永远警觉，以每种感官注意自然的情景、声音与芬芳，而绝不让植物学与诗歌之间存有任何区别。他率领手下越过拉普兰远至1440英里的地方，经过百般的危险，然后于9月10日把他们平安地带回乌普萨拉。
几乎仍然身无分文，他想以讲学维生，但有位对手以林奈尚未完成其医药课程或得到学位为由，使他不能讲学。这时，林奈爱上了莉萨——莫拉亚一位医生的女儿。她把积蓄交给他，再加上自己的，之后他动身前往荷兰（1735年）。在哈尔德韦克大学，他通过了考试，并取得医药学位。一年后，他遇到了伟大的波哈夫，而几乎忘了莉萨。得到那位科学家贵族的激励与帮助，他发表一本植物学名著《自然体系》。这他在世时一共发行了12版，第1版只有14张对折纸，但到第12版时达到2300页，8开本3厚卷。在阿姆斯特丹附近，他以重组和编集东印度公司的一位董事克利福的植物收藏而大赚了一笔。他以难以置信的勤勉再度于1736年刊行了《植物学目录》，1737年出版《植物种属》。1738年，他前往巴黎研究皇家花园，未经自我介绍，他加入一群学生中，倾听朱西厄用拉丁文演讲已经绝迹的植物。一种植物困惑了这位教授，林奈冒昧建议说：“这种植物具有美洲的外貌。”朱西厄看一看他，惊讶地说道：“您是林奈。”林奈点头承认，然后朱西厄以最友爱的态度热烈欢迎他。林奈获得巴黎、莱顿、哥廷根三所大学的教授席位，但他想该是回到莉萨身边的时候了（1739年）。如此漫长的婚约在当时并不罕见，很多时候，这也许有利于道德的稳定与性格的成熟。他们结了婚，林奈在斯德哥尔摩以一个医生的身份定居下来。
像任何年轻的医生一样，他有段时间空等着病人。有一天，在一家酒馆他听到一位青年抱怨没人能够治好他的淋病。林奈治好他的疾病，结果更多的患者前来就医。这位医生的执业扩张到肺病的治疗。瑞典国会贵族议院的议长特辛伯爵与他结识，并为他取得海军部医生的任命状（1739年）。1739年，林奈帮助建立皇家科学院，并担任首届主席。1741年，他受选为乌普萨拉的解剖学教授。不久，他换成植物学、药理学与自然史（地质学与生物学）的课程，他终于成为适当职位的适当人选。他把自己对植物学的热诚传给学生。他跟学生不拘形式地在一起工作，他从未如此快乐：
我们经常远足以搜寻植物、昆虫与鸟类。每星期三、六，我们从黎明到天黑采集植物。学生然后回到城里，帽上插着花朵，而且簇拥着教授到花园，其前则有乡壤的歌者。那是我们愉悦的科学最后一度的壮观。
他派遣一些学生到世界各个角落采取异地的植物，他为这些年轻的探险家（有些在探查中牺牲了生命）取得免费搭乘荷兰东印度公司船只的许可。他以在他准备的命名法大系统中使用学生的名字给植物命名这一奖励来激发学生。他们注意到，他用“camellia”（山茶）来命名耶稣会士乔治·卡迈勒在菲律宾发现的开花矮树丛。
在《自然体系》、《植物种属》、《植物分类》、《植物学》与《植物品属》诸，他树立了他不朽的分类法。已有数位前辈涉足其间，尤其是鲍欣与图内福尔。里维纳斯早已主张采用二名法以命名植物（1690年）。尽管有这些努力，林奈仍然发觉当时的情况处在严重妨碍植物的科学研究这一状态中。他们曾发现数以百计的新种，植物学家往往给予互相矛盾的名字。林奈着手划分所有已知的植物，先以纲，次以目（族），再次以属、种，递演递分，因而达成一个国际通用的拉丁命名法。他以显著的繁殖器官的存在与特征或不存在作为分类的基础。因此，他把植物分成具有可见的繁殖器官（花朵）的显花植物与没有花朵产生种子、其繁殖器官隐蔽或不显著（像苔与羊齿类植物）的隐花植物。
有些人反对道，这样地强调繁殖将会危险地影响青年的想象。更无情的批评家在嗣后100年中则指出林奈分类法的基本缺陷。他如此致力于找寻植物的隐匿处，同时为其命名，因此有段时间，他使植物学越离了植物功能与种类的研究。由于变种会使他的体系变得混乱，并与《创世记》矛盾，他奠下这一原则说，一切品种均由上帝直接创造，而且在它们的历史中保持不变。后来（1762年），他修正这种正教态度，认为新品种可能由同类的植物杂交产生。他虽然把人（他信任地称之为“灵长类的人属”）视为动物王国的一部分，并将其与猿猴一同列入灵长类的一种，但其体系总阻碍演化观念的发展。
布丰批评林奈的分类，其理由为：类、种均非客观事物，只是为了一个复杂实体区分上方便起见的命名而已。在这一实体中，各种各类的东西在其边际均相交相融。除了个体外，没有任何东西存在于心灵之外。这是中古实在论与唯名论的老论战。林奈答辩道，口才好不代表结论就正确。他拒绝在布丰的画像与他自己的画像并挂在墙上的房间里进食。他在更温和的时刻承认道，他的安排并不完整，又以生殖器官区分植物，也留下许多松散不确之处。在《植物学》中，他提倡一种基于植物器官的形态与发展的“自然”体系。他那有别于分类法的命名法，在植物学与动物学上证明大为方便。这种命名法稍经修正后仍然流行于今日。
老年时林奈被全欧尊崇为植物学王子。1761年，他受国王册封为爵士而变为卡尔·冯·林奈。10年后，他从卢梭那里接到一封信：“仁慈的先生，请接受你的一个非常无知却非常热诚的弟子的尊崇吧！我享有宁静之乐大部分得力于我对您著作的沉思……我尊崇您，我全心全意爱您。”
林奈与卢梭、伏尔泰都于1778年逝世。他的图书馆与植物收藏由史密斯从林奈的遗孀手中购得。1788年，史密斯和其他人士共同建立伦敦林奈学会，以看顾“林奈的宝藏”。一长列的出版物从该中心将这位植物学家的著作散布到欧洲与美洲。歌德将莎士比亚、斯宾诺莎与林奈同列为他心灵生活上最大的影响力量。
