La passion de Luc Jacquet pour la faune animale et végétale remonte à son plus jeune âge, qu'il passe dans les montagnes de l'Ain, au Sud du Jura. Au cours de ses études, il s'oriente vers une carrière scientifique. En 1991, il passe une maîtrise de biologie animale à l'université de Lyon I, suivit d'un DEA en gestion des milieux naturels montagnards à l'université de Grenoble en 1993. C'est dans le cadre de sa formation scientifique qu'il a l'opportunité de partir pour un premier voyage en Antarctique pendant quatorze mois. A 24 ans, il part ainsi en mission d'ornitho-écologie polaire pour le CNRS, en compagnie du réalisateur Suisse Hans Ulrich Schlumpf, pour lequel il assure le rôle de cameraman du film Le congrès des pingouins. Après cette expérience, il abandonne alors son cursus de scientifique pour devenir réalisateur à part entière.
Il passe ses trois années suivantes dans les îles australes et en Antarctique, tout en réalisant des documentaires comme Le Léopard de mer : la part de l'ogre et Des manchots et des hommes. Au début des années 2000, il envisage de faire un premier long métrage, qui donne naissance en 2005 à la triomphale Marche de l'empereur. Plus d'1.8 millions de spectateurs français se laissent émouvoir par la survie des manchots empereurs sur les terres les plus inhospitalières de la planète. Le film rapporte plus de 127 millions de dollars à travers le monde, devenant le deuxième plus gros succès de tous les temps dans le genre documentaire outre-Atlantique. En 2006, ce succès public se double d’un succès critique avec l'obtention de l’Oscar du meilleur documentaire.
En 2007, Luc Jacquet réalise son deuxième docu-fiction au travers de Le Renard et l'enfant. Le film raconte l’histoire d’amitié sauvage qui nait entre une petite fille rousse et un renard dans les montagnes de l’Ain. D’apparence plus classique, le long-métrage s’inspire pourtant des observations minutieuses effectuées par son réalisateur. Le public répond une nouvelle fois présent avec plus de deux millions d’entrées.
Trois ans plus tard, Luc Jacquet crée une ONG intitulée Wild-Touch et destinée à soutenir des projets mettant en valeur des défis environnementaux. Soutenue par le mécénat et des partenariats divers, l’association donne la parole à des acteurs de la protection de l’environnement. Pionnier de la démarche, le documentariste fait appel à l’association pour produire un court-métrage intitulé C’était la forêt des pluies et mettant en valeur le travail du botaniste Francis Hallé. Leur collaboration donne naissance à un nouveau long-métrage en 2013 : Il était une forêt, où Luc Jacquet ambitionne de retracer la naissance des forêts tropicales sur plus de sept siècles, s’aidant dans sa démarche d’un mélange de prises de vues réelles et d’infographie.
En 2015, le réalisateur met en lumière un autre scientifique, Claude Lorius, avec La Glace et le Ciel. Le bouleversement du réchauffement planétaire et ses conséquences sur l’Antarctique sont au cœur de ce nouveau documentaire, qui voit un vieil explorateur revenir sur ses découvertes passées. Le film est présenté en clôture du festival de Cannes 2015.