卡特尔是美国心理学家，1880年在他父亲任院长的学院获得博士学位后，曾两次留德在莱比锡大学向冯特学习心理学。学习期间，他违反冯特的规定，在宿舍里用反应时实验研究个别差异，并在三年学习中发表了6篇关于反应时和个别差异心理研究的论文，1886年获得博士学位。1887～1891年卡特尔回国任宾夕法尼亚大学心理学教授，这是世界上第一名心理学教授职称，并在该校建立起美国第一个心理实验室。在这期间，于1888年他在英国剑桥大学任教时结识了高尔顿。他欣赏高尔顿的测量法和统计，使他后来成为美国第一个强调研究心理学要分等级和测量的心理学家，并为后来智力测验在美国形成一种运动做了思想上的准备。1891年他到哥伦比亚大学工作，担任了该校心理学系的系主任。
在哥伦比亚的26年间是他最有成就的时期，他培养了许多学生，其中如桑代克和吴伟士就是他在那个时期培养的博士和著名心理学家。
卡特尔研究的是单个心理能力的个别差异问题。他把心理能力分为6大项，即反应时、联想、知觉和阅读、心理物理、等级评定及个别差异。这些工作都是创造性的，也有些成绩，只是这些心理测量比较简单，不合实用。
在哥伦比亚大学的一次新生入学考试研究中发现，这些受测的心理能力太简单，其结果与学习无关。而吴伟士采用的测验量表是比纳一斯坦福量表。第一次世界大战期间，吴伟士组织领导了心理测验，为选拔美国陆军兵种做了大量工作，使智力测验运动掀起一个高潮。后来，桑代克将卡特尔的心理测验修改成为教育测验取得很大的成就，因而桑代克被称为教育测验之父。