卡普拉斯出生于奥地利维也纳的一个犹太家庭，1938年纳粹德国吞并奥地利后，全家于1938年逃离欧洲，1939年抵达美国定居。他1950年在哈佛大学获学士学位，1953年在加州理工学院获博士学位，导师是两次诺贝尔奖获得者莱纳斯·鲍林。博士后期间他在牛津大学师从查尔斯·库尔森，研究量子化学理论。1955年至1966年在伊利诺伊大学、哥伦比亚大学任教，1966年起任哈佛大学化学教授，在哈佛工作近半个世纪。

卡普拉斯的研究横跨理论化学和生物物理多个领域。他在60年代初提出的卡普拉斯方程，建立了 vicinal 质子-质子核磁共振耦合常数与二面角的定量关系，这一方程至今仍是蛋白质NMR结构测定中使用最广泛的关系式。70年代，他与学生在分子动力学领域作出开创性贡献：将经典力学的运动方程(牛顿方程)应用于分子体系，开发了模拟原子和分子运动轨迹的计算方法。1977年，卡普拉斯研究组在《自然》杂志发表了第一篇蛋白质(牛胰蛋白酶抑制剂)分子动力学模拟的论文，开创了生物分子模拟的新时代。

卡普拉斯倡导的方法学被称为"卡普拉斯学派"，其核心是发展多尺度模拟方法：对化学反应的活性位点使用精确的量子力学计算，而对蛋白质其余部分使用高效的分子力学方法(QM/MM方法)。这一方法使得复杂体系中的化学反应能够在计算机上进行"观察"，极大地拓展了化学研究的边界。如今，分子动力学模拟已成为研究蛋白质折叠、酶催化反应、药物分子与靶点结合等问题的常规工具，被广泛应用于药物设计、材料科学等领域。

2013年，卡普拉斯与迈克尔·莱维特、阿里耶·瓦谢尔共同获得诺贝尔化学奖，表彰他们"发展复杂化学体系的多尺度模型"。诺贝尔奖委员会将他们的工作形容为"将化学带入了网络时代"——让计算机成为和试管同样重要的化学实验工具。卡普拉斯不仅是杰出的科学家，还是一位活跃的摄影爱好者，他出版过摄影集，举办过个人摄影展。他长期在法国斯特拉斯堡大学领导研究组，推动欧美之间的科学交流。他培养的数百位学生和博士后遍布世界各地，其中许多人成为计算化学和结构生物学领域的领军人物。