В 2000 году шестнадцатилетний Хюнтелар поступил в футбольную академию ПСВ и вскоре проявил себя в молодёжной команде как хороший бомбардир. Он дебютировал в матче за основной состав ПСВ во второй половине сезона 2002/03, но этот матч стал единственным, проведённым за клуб из Эйндховена в чемпионате Нидерландов.
Не сумев закрепиться в основном составе ПСВ, Хюнтелар отправился в аренду в клуб «Де Графсхап», чтобы набраться опыта. Он сыграл 9 матчей в чемпионате и 1 в Кубке Нидерландов, но ни разу не сумел забить.
Летом 2003 года он вновь был отправлен в аренду, на этот раз в клуб «Апелдорн», выступавший в первом дивизионе. Там Хюнтелару удалось забить 26 голов в 35 матчах и стать лучшим бомбардиром дивизиона.
После того, как игрок решил не продлевать свой контракт с ПСВ, «Херенвен» приобрёл его за 100 тыс. евро. В первом своём полноценном сезоне в высшем дивизионе Хюнтелар забил 17 голов в 31 матче и помог «Херенвену» попасть в Кубок УЕФА. За половину сезона 2005/06 он забил 17 голов в 15 матчах и зимой перешёл в «Аякс», заплативший за него 9 млн евро.
Хюнтелар сразу добился успеха в «Аяксе», забив один из самых красивых голов сезона ударом через себя в добавленное время к полуфинальному матчу Кубка Нидерландов против «Роды». Этот гол перевёл игру в дополнительное время, где «Аякс» забил ещё раз. В финале Хюнтелар забил победный гол в ворота ПСВ, благодаря чему «Аякс» выиграл свой 16-й Кубок Нидерландов. По итогам сезона Хюнтелар стал лучшим бомбардиром чемпионата, забив 33 гола.
«Ньюкасл Юнайтед» был заинтересован в приобретении футболиста в январе 2006 года, однако «Аякс» отказался его продавать. «Манчестер Юнайтед», «Ливерпуль», «Ювентус», «Арсенал», «Олимпик Лион» и «Валенсия» также фигурировали в числе заинтересованных в Хюнтеларе клубов.
Также Хюнтелар заявил о готовности покинуть амстердамский клуб летом 2008 года, но намеревается сделать это только в том случае, если получит действительно серьёзное предложение. "Это должно быть что-то такое, чтобы я мог сказать: «Именно здесь я и хотел играть» — признался клубному сайту форвард сборной Голландии. «Во многих европейских лигах есть свои особенности, которые меня привлекают. В Англии — великолепные поля и футбольная атмосфера в целом, в Италии — люди на стадионе просто живут игрой, а в Испании есть и то и другое», подытожил Хюнтелар.
В интервью, данном итальянской «La Gazzetta dello Sport» 22 марта 2007 года, Хюнтелар признался, что его кумиры — Рууд Гуллит и Деннис Бергкамп, а из действующих игроков — нападающий «Милана» Филиппо Индзаги.
В начале декабря 2008 года было объявлено о том, что «Аякс» и мадридский «Реал» достигли соглашения о трансфере футболиста, 4 декабря прошла церемония, в которой нидерландский футболист был официально представлен в качестве игрока «Королевского клуба» и получил футболку с номером 19.
7 августа Хюнтелар подписал контракт до 30 июня 2013 года с итальянским «Миланом», сумма трансфера составила около 15 миллионов евро.
31 августа 2010 года, Хюнтелар перешёл в немецкий «Шальке 04». Здесь к нему вернулась его прежняя результативность. В новом клубе дебютировал 10 сентября 2010 года в матче против «Хоффенхайма». 19 сентября 2010 года открыл счёт своим голам за «Шальке», забив «гол престижа» в рурском дерби против дортмундской «Боруссии». Несколько недель спустя он забил победный гол в ворота Фрайбурга. 24 ноября 2010 года в матче группового раунда Лиги Чемпионов УЕФА 2010/2011 Хюнтелар забил 2 гола в ворота лионского «Олимпика». Начиная со своего первого гола в Бундеслиге 2010/11 Хюнтелар забивал в каждом матче в течение пяти туров. В начале марта Хюнтелар получил травму, из-за которой ему пришлось пропустить концовку чемпионата. После почти двухмесячного отсутствия, голландец вернулся на поле в ответном полуфинальном матче Лиги Чемпионов УЕФА 2010/11 с «Манчестер Юнайтед», отыграв на поле 20 минут. 21 мая 2011 года Хюнтелар внёс вклад в победу в Кубке Германии 2010/11. «Шальке 04» обыграл «Дуйсбург» 5:0, а Клас-Ян забил два гола.
Дебютировал в сборной 16 августа 2006 года в товарищеском матче со сборной Ирландии и сразу забил 2 мяча.
Изначально он был в тени других форвардов национальной команды, но начиная с 2010 года стал ее основным бомбардиром. В отборочном турнире к чемпионату Европы 2012 Хюнтелар забил 12 голов, став лучшим бомбардиром квалификационного этапа среди всех игроков.
В 50 матчах, в котором Хюнтелар выходил на поле, голландцы потерпели лишь 3 поражения — в товарищеской игре в сентябре 2008 года от австралийцев, в отборочном матче к чемпионату Европы 2012 от шведов и, наконец, в товарищеской игре со сборной Германии, завершившейся разгромом голландцев со счётом 3:0
Итого: 50 матчей / 31 гол; 37 побед, 10 ничьих, 3 поражения.
(откорректировано по состоянию на 1 марта 2012)
(откорректировано по состоянию на 8 апреля 2012)
(откорректировано по состоянию на 29 февраля 2012)