生于荷兰的哈伦卡斯珀尔，卒于墨西哥的墨西哥城。1927年毕业于莱顿大学，留校在E.赫茨普龙领导下工作到1933年，获博士学位。之后到美国工作，先在嘉宾牌利克天文台、哈佛大学学院天文台、芝加哥大学叶凯士天文台工作，1937年加入美国国籍。1947～1949年和1957～1960年两次担任叶凯士天文台和麦克唐纳天文台台长。1960年在亚利桑那大学创办月球和行星研究所任所长。柯伊伯是美国国家科学院院士、荷兰科学院院士。1947年获法国天文学会詹森奖，1959年获美国天文学会罗素讲席，1969年获美国科学促进会和富兰克林研究院开普勒金质奖章。

柯伊博的研究工作范围极广。最初研究双星，并得出太阳邻近的恒星至少有一半是双星或聚星的结论。通过对双星的测量，进一步明确了主序星的质光关系。1937年，发表第一幅银河星团的光谱型-光度图。从20世纪40年代开始，他的注意力转向太阳系。1948年用分光观测探测行星和卫星的大气成分，1944年发现土卫六上有大气。同年，发现天王星的第五颗卫星（天卫五），1949年又发现海王星的第二颗卫星（海卫二）。1949～1956年还组织了小行星巡天照相。1949年以来，他提出并发展了一种太阳系起源的新学说——“原行星”演化假设。这是一种星云说。

20世纪60年代中期，他是用宇宙飞行器考察月球计划的重要成员。是宇宙飞船“徘徊者”拍摄月球的首席研究员，也参与了“月球勘测者”“月球轨道环行器”“阿波罗”诸项计划。柯伊伯组织并编辑了两套重要的丛书：四卷本的《太阳系》和九卷本的《恒星和恒星系统》。