W latach 1801–1804 uczęszczał do Thomasschule w Lipsku. W szkole nauczycielem rysunku był Julius Athanasius Dietze (1770–1843). W wieku 15 lat rozpoczął studia na Uniwersytecie w Lipsku. Początkowo uczęszczał na zajęcia z chemii, fizyki, botaniki i zoologii. Gdy wskutek wojen napoleońskich pogorszyła się materialna sytuacja rodziców, August G.E. Carus oczekiwał takiej zmiany kierunku kształcenia syna, aby było to korzystne dla farbiarni. Carl Gustav nie spełnił oczekiwań ojca. Pod wpływem sugestii dalekiego krewnego, filozofa i psychologa , zdecydował się od 1806 roku studiować medycynę. Jego nauczycielami byli Johann Christian Rosenmüller (anatom, chirurg) i (położnik, ginekolog, pediatra).
W tymże czasie rozwijał swoje umiejętności graficzne, m.in. w towarzystwie dwóch przedstawicieli artystycznie uzdolnionej ( i Johann Heinrich Wilhelm Tischbein, przyjaciel Goethego). Uczył się też w „Akademii ”, przekształconej później w (HGBL). Jego mistrzem był portrecista . Od 1813 roku odwiedzał pracownię (1751–1824), w której uczył się malarstwa olejnego kopiując jego dzieła (Klengel jest znanym twórcą pejzaży okolic Drezna).