查爾斯·S·謝靈頓是英國傑出的神經生理學家。他發現了中樞神經反射活動的規律，揭示了神經細胞及能量在神經係統中傳遞的情況。為此，他於1932年獲得諾貝爾生理學及醫學獎金。
謝靈頓是詹姆斯·諾頓·謝靈頓和安妮·布魯克斯的兒子，1856年11月27日生於英國倫敦。當他年幼時，父親就去世了，母親改嫁給伊普斯威奇的小凱勒布·羅斯醫生。這個新的家庭喜好收藏名畫、珍貴書籍和地質標本，是藝術家和學者經常聚會之處。謝靈頓受到家庭的影響，從小就熱愛科學、哲學、詩歌和曆史，興趣廣泛，多才多藝。
1870年，謝靈頓就學於伊斯特威奇中學。在這所中學他認識了年輕詩人托馬斯·亞瑟。托馬斯·亞瑟給謝靈頓以巨大影響，使他渴望讀詩、寫詩。1875年，他中學畢業。此時他的家境每況愈下。為了讓兩個弟弟先上大學，他服從了繼父的安排，到倫敦聖托馬斯醫校學習。繼父鼓勵他多讀書，他就博覽群書，讀了著名生理學家米勒的《生理學要素》等著作。
1879年，他在劍橋大學凱尤斯學院攻讀生理學，成績優異。1882年在劍橋大學自然科學名譽學位考試時，他獨占鼇頭；翌年第二次考試，他又成績卓著，被認為是出類拔萃的學生。在大學期間，他不僅對專業有濃厚的興趣，且喜愛讀詩、寫詩和寫文章。24歲時，他在《劍橋評論》上發表了讚揚一位詩人的文章，被認為是出自一個難以置信的博學人之手。體育活動也是他的愛好，他喜歡打橄欖球、劃船、溜冰、滑雪及跳傘。
1885年，他去歐洲大陸深造，在戈爾茨、魏爾肖和柯赫教授的指導下當研究生。這使他在生理學、形態學、組織學和病理學等方麵受到了紮實的訓練。他曾與傑·恩·蘭利一起發表了一篇關於狗腦機能的論文，這是謝靈頓的第一篇科學論文。論文由戈爾茨教授在倫敦國際醫學會上宣讀後，引起了熱烈的爭論。就是在這次學術會上，謝靈頓見到了他所崇拜的戴維·費裏爾，謝靈頓把自己的名著《神經係統的整合作用》獻給了他。在這次會議上，費裏爾展示了一隻腦子被切除一部分的狗，它被切除半邊腦後相反的半邊身子呈癱瘓狀態，這與人中風的情況完全一樣。謝靈頓後來花了9個月的時間測定腦的功能。這段經曆使他確立了終生探索神經係統奧秘的誌向。
謝靈頓有強烈的求知欲，科學上的每一個新進展都使他十分高興。在解決疑點時，他不怕險阻，迎難而上。1885年，他的朋友、劍橋大學病理學教授羅伊發現了一種能對付在阿根廷家畜中蔓延的傳染病的預防注射方法，謝靈頓高度讚揚這種減輕病痛的辦法。這時又傳說西班牙一位醫生發明了一種疫苗，可以對付亞洲型霍亂。他就與羅伊教授及格雷厄姆·布朗一起去西班牙考察，他們受到了西班牙將軍的非難，並在疫區遭到暴民圍攻。他們始終未看到這種疫苗能對付霍亂的證據，隻得到了亞洲型霍亂的標本。後來他又去意大利考察亞洲型霍亂。他帶著這些亞洲型霍亂的標本，到德國柏林向病理學教授魏爾肖求教。在柏林，他學到病理學知識，還受到魏爾肖自由主義思想的影響。魏爾肖經常帶謝靈頓去國會看熱鬧，使他親眼見到普魯士大臣的卑賤和獨裁者俾斯麥令人作嘔的驕橫，因而對普魯士統治者深惡痛絕。在兩次世界大戰中，他都設法幫助從德國逃出來的難民。第一次世界大戰期間，他曾為英國工人的健康和安全做了很多工作。
1887年，謝靈頓被任命為倫敦聖托馬斯醫學院係統生理學講師，從此開始了他的教學和研究事業。他逐漸把興趣由病理學轉向生理學。這一年他著手研究一個由於行動失調被折磨多年而死的病人的脊髓，接著又研究一個死於大腦出血但出血後仍活了52天的患者。後來他又把他的醫院作為研究場所，用更多的精力研究哺乳動物的脊髓。他與羅伊教授一起，對大腦循環進行了研究，其成果受到當時專家們的讚賞。
1897年，謝靈頓被任命為倫敦一家動物醫院布朗研究所的主任醫師。他使用大量動物進行科研，發表了關於神經係統的纖維通路、神經反射作用等20多篇論文。這些研究成果成為他在1906年發表的《神經係統的整合作用》一書的重要組成部分。