Charles Francis Richter az Ohio állambeli Overpeckben, német bevándorlók családjában látta meg a napvilágot. Szülei kiskorában elváltak, Richtert anyai nagyapja nevelte fel. A Stanford Egyetemen diplomázott fizikából 1920-ban, doktori értekezését nyolc évvel később elméleti fizikából védte meg a Kaliforniai Műszaki Egyetemen (Caltech). 1927-ben lett a washingtoni Carnegie Institute szeizmológiai laboratóriumának munkatársa, 1936-ban a Caltech szeizmológiai laboratóriumába került. Itt Beno Gutenberggel együttműködve a dél-kaliforniai földrengések „katalogizálásán” munkálkodott, amihez a rengések erősségének, magnitúdójának megbízható összehasonlítására volt szüksége. (A latin eredetű magnitúdó nagyságot jelent, a csillagászatban az égitestek fényességének mértékegysége, szeizmológiai fogalmát Richter definiálta.)
A szeizmológiában a múlt század első évtizedeiben az olasz Giuseppe Mercalli által 1902-ben felállított skála volt a legelterjedtebb, amely a földrengések erősségét római számokkal jelzett 12 kategóriába sorolta érezhető és látható következményeik, pusztításuk szerint. Az eredmény azonban nem volt objektív, sokban függött az épületek szerkezetétől, attól, hogy a helybeliek mennyire voltak hozzászokva a földrengéshez, emellett nehéz volt megállapítani a lakatlan vidékeken és a tengerek mélyén bekövetkezett rengések nagyságát.
1935-ben közzétett skálájukat végül csak Richterről nevezték el, a nyilvánosságtól irtózó Gutenberg neve lemaradt róla, jóllehet Richter mindig igyekezett hangsúlyozni, hogy kollégájának oroszlánrésze volt annak kidolgozásában.
A Richter-skála a magnitúdót logaritmikusan jelző skála, amelynek alkalmazásával objektíven megállapítható a földrengés nagysága. A Richter-magnitúdóskála a szeizmométer által rögzített legnagyobb szeizmikus hullámon alapul, és egyetlen értékkel írja le a földrengés teljes nagyságát. A rengés tényleges nagyságával nem egyenesen arányos a felszíni hatás, melynek jellemzésére az intenzitásskála szolgál. A magnitúdó a rengés középpontjában felszabaduló energia logaritmusával arányos, így minden fokozat az előző 32-szeresét jelenti. A skála felfelé nyitott, azaz elméleti maximuma nincs, ugyanakkor a gyakorlatban 10-esnél erősebb földrengés nem fordul elő. (A Richter-skála sokáig a földrengések erősségének hagyományos mércéje volt, de jelenleg már felváltotta a Moment Magnitúdóskála, amely a Richter-magnitúdóskálával ellentétben a földrengés által generált teljes energiát becsüli meg.)
A Richter-skála a nulla értékkel kezdődik, az egyes-kettes erősségű földrengés csak műszerekkel mérhető, ezekből évente több milliót regisztrálnak. A földrengés igazából a második fokozattól kezdődik, ilyen rengésekből is naponta ezernél több van. A hármas-négyes erősség esetén már kilengenek a csillárok, az ötös-hatos erősségnél komolyabb károk keletkezhetnek az épületekben.
Egy 4,5 erősségű földrengésnél nagyjából annyi energia szabadul fel, mint egy kisebb atombomba ledobásakor. A dinoszauruszok kihalásához vezető aszteroida becsapódása egy tizenhármas erősségű földrengés erejével ért fel, egy tizenötös erősségű földrengés az egész Földet elpusztítaná. Kilencesnél erősebb földrengés mintegy húszévente fordul elő, a Richter-skála bevezetése óta mért legnagyobb, 9,5 erősségű földrengés Chile partjai előtt következett be 1960-ban. A második legerősebb, 9,2 erősségű földrengés 1960-ban Alaszkában történt, a 2004 karácsonyi indiai-óceáni földrengés erőssége 9,1 volt. A mai Magyarország területén kipattant legnagyobb földrengés Komáromban keletkezett 1763. június 28-án, erősségét 6,3-ra becsülik.
Richter egész életét a szeizmográfiának szentelte, a nappalijában felállított szeizmográfra óránként futottak be adatok a világon észlelt földrengésekről. Oroszul, olaszul, franciául, spanyolul, németül és valamennyire japánul is megtanult, hogy figyelemmel kísérhesse a tudományterület legújabb eredményeit. 1952-ben lett a szeizmológia professzora, 1970-ben vonult nyugdíjba.
Közreműködött a dél-kaliforniai földrengésjelző hálózat létrehozásában, amely nemcsak a földrengések erősségét és középpontját, hanem gyakoriságukat is rögzítette.
A szeizmográfia mellett a klasszikus zene, a költészet, a hegymászás kedvelője és a Star Trek-sorozat rajongója volt. Szívelégtelenség következtében hunyt el 1985. szeptember 30-án a kaliforniai Pasadenában.
