Shannon nacque a Petoskey, in Michigan, ed era un lontano parente di Thomas Edison. Da ragazzo lavorò come telegrafista per la Western Union. Shannon iniziò a studiare ingegneria elettronica e matematica all’Università del Michigan nel 1932, dove conseguì due lauree triennali nel 1936, in matematica e in ingegneria elettronica.

Con la tesi che presentò al master in comunicazione del 1938, Un’analisi simbolica dei relè e dei circuiti, Shannon dimostrò, utilizzando un circuito elettrico dotato di un interruttore, che il fluire di un segnale elettrico attraverso una rete di interruttori – che possono essere “accesi/spenti” – segue esattamente le regole dell’algebra di Boole (con i due valori di verità – VERO e FALSO – della logica simbolica). Shannon pose così la base teorica dei sistemi di codificazione e trasmissione digitale dell’informazione.

Dopo aver lavorato sulla genetica nel laboratorio di Cold Spring Harbor, Shannon si dedicò al suo dottorato di ricerca (PhD) al Massachusetts Institute of Technology, dove collaborò alla costruzione dell’analizzatore differenziale di Vannevar Bush, un calcolatore analogico. La sua tesi di dottorato, risalente al 1940, è intitolata Un’algebra per la genetica teorica. L’anno dopo cominciò a lavorare ai laboratori Bell, alternandosi con l’insegnamento al MIT a partire dagli anni Cinquanta.

Nei laboratori della Bell, dove rimarrà fino al 1972, Claude Shannon si occupò di problemi d’ingegneria a livello matematico. Partì dal collegamento tra entropia e disordine e dalla considerazione che la specificazione degli aspetti d’ordine di un sistema richiede informazione. Le sue ricerche lo portarono alla conclusione che l’informazione poteva essere definita nei termini del logaritmo della probabilità, cambiato di segno.

Durante la seconda guerra mondiale il Pentagono chiese a Shannon di realizzare delle ricerche sulla possibilità di “guidare” i missili. Nel 1948 Shannon pubblicò in due parti il saggio Una teoria matematica della comunicazione. In questo lavoro si concentrava sul problema di ricostruire con un certo grado di certezza le informazioni trasmesse da un mittente. Shannon utilizzò strumenti, quali l’analisi casuale e le grandi deviazioni, che in quegli anni si stavano appena sviluppando. Fu in questa ricerca che Shannon coniò la parola “bit”, per designare l’unità elementare di informazione. La sua teoria dell’informazione pose le basi per progettare sistemi informatici partendo dal presupposto che l’importante era cercare di memorizzare delle informazioni in modo da poterle anche trasferire e collegare tra loro.

Nel 1949 Shannon pubblicò un altro notevole articolo, La teoria della comunicazione nei sistemi crittografici, con cui Shannon praticamente fondò la teoria matematica della crittografia. È inoltre riconosciuto come il “padre” del teorema del campionamento, che studia la rappresentazione di un segnale continuo (analogico) mediante un insieme discreto di campioni a intervalli regolari (digitalizzazione).

Nel 1956 fu eletto membro dell’Accademia Nazionale delle Scienze. Dal 1958 al 1978 fu professore al MIT.