中國物理學傢、教育傢。生於上海，卒於北京。1918年清華學校畢業，同年赴美，1923年獲哈佛大學博士學位。1924年回國。歷任東南大學理學院教授(1924～1925)，清華大學(1928年以前為清華學校)物理系教授、系主任、理學院院長(1925～1948)，西南聯合大學物理系教授(1938～1946)，中央研究院總幹事(1941～1943)。1948年當選中央研究院院士。中華人民共和國建立後，歷任清華大學校務委員會主任委員、物理系教授、系主任、理學院院長((1949～1953)，北京大學物理系教授(1953～1977)，中國科學院自然科學史研究所（前身是中國科學院自然科學史研究室）研究員(1954～1977)。1955年當選為中國科學院學部委員（院士）。
1921年葉企孫和W.杜安、H.H.帕耳默合作測定瞭普朗克常數。他們的測定值在當時是最精確的，16年後才有更精確的測定（見黑體輻射）。1923年他從事高壓下鐵、鎳、鈷的磁導率的研究；改進瞭實驗方法，並把壓強從200多大氣壓提高到12 000大氣壓，取得瞭不同於前人的新成果，為這一領域的研究工作開辟瞭新的途徑。葉企孫回國以後，從事建築聲學、鐵磁性等方面的研究工作。他是中國研究磁學的第一人，開創瞭這一領域的研究道路。
葉企孫從事教育工作50多年。1925年在清華學校創辦物理學系。在教學方面，提倡著重基礎、著重質量、重啟發不重灌輸、理論與實驗並重。重視並提倡在大學開展科學研究。30年代，在他辦教育的方針指導下，清華大學物理學系培養瞭大批人才，如著名物理學傢王淦昌、施士元、周同慶、龔祖同、王竹溪、彭桓武、錢偉長、錢三強、王大珩、林傢翹以及傅永義、趙九章、陸學善、周長寧、翁文波、張宗燧、胡寧、葛庭燧等人。葉企孫培養物理人才的成就不僅處於國內高等院校之前列，而且在國際物理學界也是不多見的事例。
1937年抗日戰爭全面爆發，葉企孫留在北平組織搶運清華大學的儀器設備南下。不久北平淪陷，又去天津組織清華等校學生從事抗日活動，為遊擊區制造炸藥、裝配無線電收發報機，並秘密送往遊擊區。
1938年秋葉企孫離天津到昆明，在西南聯合大學任教。當時西南聯合大學集中瞭北大、清華、南開三校的教授，在抗戰期間，物理學系培養瞭大批人才，其中有著名物理學傢楊振寧、李政道等。他還擔任清華大學特種研究所委員會主任委員，組建瞭金屬、無線電、航空、農業、社會學等研究所，開創中國大學辦研究所的先河。
葉企孫在中華人民共和國建立後一直堅持在教學第一線，培養研究生、開展鐵磁學和自然科學史的研究工作。
葉企孫是中國物理學界最早的組織者之一，1932年中國物理學會成立，任學會的第一屆副會長，1936年任第三屆會長，1946年又一次任理事長（會長改名為理事長）。