Родился в семье учёного этнографа Петра Ивановича Кёппена в Санкт-Петербурге. Младший брат академика Фёдора Петровича Кёппена. Учился в Санкт-Петербургском университете и в университетах Гейдельберга и Лейпцига, где в 1870 году защитил диссертацию.
С 1872 по 1875 год работал Главной геофизической обсерватории, секретарём метеорологической комиссии Императорского Русского географического общества, затем поступил на службу в германскую морскую обсерваторию в Гамбурге (нем. Deutsche Seewarte), где работал до 1919 года.
Его труд «Geographisches System der Klimate» (1936), в котором он разработал объективную классификацию климата на земле, по сей день имеет большое значение.