1933年2月7日张克潜出生于北京市。张克潜自幼喜爱科学和文学 。
1937年抗日战争爆发后，其父携黄河水利委员会图纸资料南迁。5岁的张克潜随祖母、母亲定居天津，先后就读于天津耀 *** 小、耀华中学(国中)和南开中学(高中)。张克潜的国小时代，国难深重，民不聊生，家庭经济陷入困境。目睹日寇对中国人民的 *** ，在他幼小的心灵里激发起爱国之情，六年级时与几位同学相约在教室内公开把污蔑中国人民抗日的几页历史教科书撕毁。
1950年，张克潜以第一名的成绩从南开中学毕业，考入清华大学电机工程系。
1952年夏，院系调整，转入新成立的清华大学无线电工程系。
1953年毕业，被分配在清华大学任助教，加入新成立的"电真空教研组"，在孟昭英教授指导下工作。
1953-1961年 清华大学无线电电子学系助教。
1957年初，张克潜被派赴成都电讯工程学院向苏联专家依·维·列别杰夫教授学习微波(当时习惯称超高频)技术和微波电子管。1957年秋回到清华大学，开始在清华大学无线电电子学系从事电磁场、微波技术和微波电真空器件的教学及微波管研究工作。
1962年晋升为讲师，同时担任电真空教研组主任。
1971年，随清华大学无线电电子学系大部分师生搬迁到四川清华大学绵阳分校。
1977年，全国恢复高考，同时开始招收研究生，秋季开学前，张克潜被派回北京迎接恢复高考后电真空专业的第一批新生，并参与研究生招生工作。
1979年春，清华大学绵阳分校全部搬迁回北京，清华大学恢复无线电电子学系。1979年，张克潜晋升为副教授，任副系主任，主管科学研究工作。
1983年被确定为博士生导师。1984年晋升为教授。1985~1993年，任清华大学电子工程系(原无线电电子学系)主任。
1981~1995年，任教育部世界银行大学发展项目专家组电子组组长。
1987~1989年，任国家高技术研究发展计画(863)信息技术领域首席科学家。
1980~2000年，任全国工科电子类物理电子与光电子技术专业教材编审委员会(1995年后改为全国电子信息类物理电子技术专业教学指导委员会)主任委员。
1957年1-7月 成都电讯工程学院进修教师。
1962-1966年 清华大学无线电电子学系讲师，教研组主任。
1966-1971年 清华大学无线电电子学系讲师。
1972-1978年 清华大学绵阳分校讲师，教研组主任。
1979-1984年 清华大学无线电电子学系副教授，教研组主任。
1984-2000年 清华大学电子工程系教授。
1981-1984年 清华大学无线电电子学系副系主任。
1985-1991年 清华大学电子工程系系主任。
1988-1992年 集成光电子学国家重点实验室主任。
1981-1995年 兼任教育部世界银行大学发展项目专家组电子组组长。
1987-1990年 兼任国家"863"计画信息技术领域首席科学家。
1980-1995年 兼任全国物理电子技术专业教材编审委员会主任委员。
1995-2000年 兼任全国物理电子技术专业教学指导委员会主任委员。
2000年至今 清华大学电子工程系退休返聘教授。
工作简历: 1953-1961 清华大学无线电电子学系 助教，1962-1978 清华大学无线电电子学系 讲师，1979-1984 清华大学无线电电子学系 副教授，1984- 清华大学电子工程系 教授，1985-1991 清华大学电子工程系 系主任，1988-1992 集成光电子学国家重点实验室 主任。
1980- 电子物理与器件教材编委会 主任委员 中国，
1980-1995 全国工科电子类物理电子与光电子技术专业教材编审委员会 主任委员
1981-1995 教育部世界银行项目专家委员会 电子组组长，
1985-中国电子学会会士(，高级会员) 中国，
1987-1990 国家高技术研究发展计画(863)信息技术领域 首席科学家 中国，
1995- 全国电子信息类物理电子技术专业数学指导委员会 主任委员。
1978年以后，张克潜为本科生开设专业基础课"电动力学"，
同时在总结多年教学和学术研究经验的基础上，开出了研究生学位课程"高等电动力学"。
微波声学显微镜研究
在张克潜指导下的研究组，从1980年起从事声学显微镜的研究。于1984年研制成300~700MHz透射式声学显微镜，解析度2μm，穿透能力不小于66μm。同时指导研究生发明了一种用于声学显微镜的新型换能-聚焦系统。1988年研制成500MHz反射式声学显微镜。1991~1993年研制成具有声显微图像计算机处理和存储功能的150MHz声学显微镜，在不透明样品的6mm深处具有10μm量级的解析度。该研究组迄今已研制成多种声学显微镜和无损检测装置，制作了十余台供国内外研究、生产部门使用，为材料科学和无损检测提供了一种有力的研究手段。在研究过程中张克潜与同事合作共发表学术论文12篇，获国家发明三等奖1项，国家教委科技进步一等奖1项。
静磁波器件、导波光学和集成光电子学研究
张克潜与研究组其他教师一起指导研究生在静磁波器件、导波光学、集成光电子学等方面开展研究，取得了多项研究成果，发表学术论文33篇。在他的领导下清华大学与吉林大学和中国科学院半导体研究所联合设立了"集成光电子学国家重点实验室"，为其后在清华大学开展集成光电子学研究打下了基础。张克潜任第一届实验室主任。该实验室在多次全国评比中始终处于前列。
手征介质波导研究
90年代，一种新型媒质材料或结构，手征媒质(Chiral Media)或称双各向同性(Biisotropic)和双各向异性(Bianisotropic)媒质受到科学界的注意。这种材料具有螺镟形分子结构，材料的电磁本构方程之间发生耦合，导致电磁波在其中传播时的模式、传播特性、偏振特性等方面呈现一些前所未有的特点。用手征材料制成的介质波导在微波或光电子器件的设计中将提供一种新的选择，有可能研制出新型的器件。张克潜敏锐地看到这种材料在电磁波领域的发展前景，指导了几届博士和硕士研究生，对平板形和圆柱形手征介质波导、手征铁氧体波导和手征电浆波导等进行了系统的研究。在克服了数学分析和实验研究的重重困难后，获得一批创新成果，在学术刊物上发表学术论文20 篇，其中14篇被科学索引(SCI)和工程索引(EI)着录。近年来手征材料和结构已成为微波和光波领域的热门课题。
在微波电子学、声学显微镜、光导波、静磁波以及手征介质波导等方面都有创新性的研究成果。
1978 千瓦级连续波注入式正交场放大管，
1965 周期磁场聚焦行波管，
1980- 参与 研制成多种光波导器件，
1979-1984 主持 研制成声学显微镜，
1961-1965 主持 研制成周期磁场聚焦宽频带行波管，
1958-1966 主持 研制大功率行波管，峰值功率达1兆瓦
著有《微波与光电子学中的电磁理论》专业书籍5部，论文30余篇
张克潜历年讲授本科生和研究生课程共7门。翻译科技书籍2部，编写专业教材和科技著作6部。
张克潜与同事合作先后翻译出版了《速调管》、《反射速调管》;编著出版了《微波电子学》、《微波技术》、《电磁场理论基础》、《微波与光导波技术》等教材，为同行师生广泛采用。
1992年后，张克潜与同事李德杰教授合作编著《微波与光电子学中的电磁理论》，于1994年底由电子工业出版社出版。该书被许多高校和研究所用作教材或参考书，1996年获工科电子类专业优秀教材一等奖，1997年获国家级教学成果二等奖，电子工业部科技进步一等奖，1998年获国家科技进步三等奖。之后又由作者将该书译成英文本"Electromagic Theory for Microwaves and Optoelectronics"，于1998年10月由德国Springer 出版社出版，在全世界发行。
2001年，《微波与光电子学中的电磁理论》被教育部确定为研究生教学用书，进行修订再版。修订的第二版于2001年5月由电子工业出版社出版。
2004年经电子工业出版社授权，中国台北五南图书出版公司出版了《微波与光电子学中的电磁理论》的繁体字版本。
发表科技论文85篇，其中被科学索引(SCI)和工程索引(EI)着录的20余篇。
1994 微波与光导波技术国防工业出版社
1988 微波技术清华大学出版社中国
1994 微波与光电子学中的电磁理论电子工业出版社 中国，
1988 电磁场原理中央广播电视大学出版社中国，
1986 微波电子学 电子工业出版社 中国
张克潜在清华大学执教50余年。从1956年秋季为清华电真空专业第一届学生讲授"电真空技术基础"起，从未间断课堂教学工作。1978年以前主讲微波技术、微波电子学和电磁场理论课，成为中国较早开设系列微波课程的教师之一。在此期间还应北京电子管厂、酒仙桥业余大学和电子部12所的邀请为青年技术人员讲授微波课程，其中在12所为具有大学本科学历的青年技术人员讲授的提高课"微波电子学选论"，成为后来研究生学位课程的基础。
该课在注重理论分析严谨性的同时给出清晰的物理概念，对电磁场与波的属性和各种形态作了广泛深入的论述，涉及套用在不同科技领域的场与波的问题，使学生的知识不仅限于研究课题的狭窄范围，而是能够融会贯通和举一反三。根据清华大学教学评估结果，学生对张克潜讲授的课程的评价是"知识丰富，重点突出，思路清晰，深入浅出，生动有趣"。每年学生的评分都达到或接近90分，处于清华大学理论课程所有参评教师得分的前列。
张克潜十分重视和擅长实验。毕业之初，在孟昭英教授指导下制作成实验室急需的10kW高频炉，在实验室用了多年。1956 年开始筹建微波电子学实验室，当时所需的各种微波元件和仪器在国内没有生产，进口渠道也尚未打通，只能自己制作。在孟昭英教授和常迵教授指导下，参考国外文献的简图设计，与车间工人、技师一起试验，陆续制成波导量测线、波导衰减器、波导阻抗调配器、速调管座、晶体检波座、同轴-波导转换、匹配负载、波长计等。利用这些微波元件，以及孟昭英教授从美国带回的和军械部仓库支援的微波器件组成了全套微波波导量测系统，于1957年开出了第一批微波实验。特别是自制高压脉冲调制器和水负载功率计，为学生开出脉冲磁控管实验，峰值功率达到几十千瓦。该实验室在当时是国内比较先进的微波实验室。张克潜和他所在的教研组在孟昭英教授倡导下形成了自己动手制作实验设备的传统。
张克潜除进行教学、研究工作外，还承担了清华大学电子工程系的教育行政工作和全国性电子信息学科的科技、教育规划和组织工作。
1962~1979年，张克潜在担任清华大学无线电系电真空教研组主任期间，提倡奋发有为的科学精神、团结协作的工作作风和"谦虚些、忠厚些、团结些"的做人原则，使所领导的教研组和研究小组成为良好的科学集体。60年代初，教师学生因营养不良，体质大大下降。在这种困难的条件下，大家还是以教育事业为重，以科学事业为乐，孜孜不倦地工作。
1980~1985年，张克潜任清华大学无线电电子学系副系主任，主管科研工作;1985~1993年，任清华大学电子工程系(原无线电电子学系)系主任。在此期间，他提出并领导全系在教学和研究中实现了3个转变，即从以分立元件电路为主到以大规模积体电路和集成系统为主的转变，从以模拟信号处理为主到以数位讯号处理为主的转变，从较低频率无线电波到微波和光波的转变，从而推动了系的现代化，包括教学内容的现代化，科研选题的现代化和教学、科研实验手段的现代化。他引用孔子的"近者悦，远者来"勉励全系师生，倡导形成献身科学、勇于创造的学术氛围和宽松的学术环境，吸引国内外有志学者来系工作。在工作作风上提倡从实际出发，他常对系内同事说:做某件事时，不要考虑怎样做能受表扬、当模范、升官，而是考虑这件事本身该怎么做。在张克潜任系主任的7年内，清华大学电子工程系得到了长足的发展。
1956年，国家制定12年科学规划，张克潜作为孟昭英和常迵教授的助手，参与电子学组的规划制定。其后，1958~1966年在胡汉泉所长领导下，参与全国微波真空电子器件的规划工作。
1981~1995年，任教育部世界银行大学发展项目专家组电子组组长的张克潜，利用世界银行贷款，通过招标，引进先进仪器设备，为全国电子和信息工程实验室的现代化建设作出了贡献。
1987~1989年，张克潜任国家高技术研究发展计画"863"信息技术领域首席科学家，领导智慧型计算机、信息获取与处理、光电子等3个专家组，进行周密调研，广泛听取意见，坚持先进性和公正性的原则，使"863"计画信息技术领域有了一个良好的起步。
1980~2000年，张克潜任全国工科电子类物理电子与光电子技术专业教材编审委员会(1995年后改为全国电子信息类物理电子技术专业教学指导委员会)主任委员，组织全国物理电子与光电子技术专业的教学计画修订和专业教材编写，满足了教学的需要，为全国物理电子与光电子技术专业的发展作出了贡献。
1992 新型反射式声显微镜 发明奖，三等 国家科委;
1992 智慧型化THSAM-5型150兆赫声显微镜 进步奖，一等 国家教委;
1989 在教育工作中成绩优异 优秀教师 北京市。
1959年获北京市先进工作者称号，
1989年获北京市优秀教师称号。
张克潜所领导、指导或参与的项目曾多次获奖。
1997 年获北京市普通高等学校教学成果一等奖;
1992年获国家教委科技进步一等奖和国家发明三等奖;
1996年获电子工业部优秀教材一等奖，
1997年获国家级教学成果奖二等奖，
1997年获电子工业部科技进步一等奖，
1998年获国家科技进步三等奖(科技著作)。