Fu il fratello di altri tre importanti generali del Regno di Sardegna e poi del Regno d'Italia: Carlo Emanuele, primo aiutante di campo di Carlo Alberto di Savoia; Alessandro, riformatore dell'esercito sabaudo, fondatore dei Bersaglieri e generale nella Guerra di Crimea; e Alfonso, generale in capo nella Guerra di Crimea, nella seconda e nella terza guerra d'indipendenza e in seguito presidente del consiglio. Prestò servizio con il grado di generale durante le guerre napoleoniche e fu decorato personalmente da Napoleone. In seguito entrò nell'esercito del Regno di Sardegna. Fu anche uno dei primi studiosi della storia naturale e dell'archeologia della Sardegna.
Biografia Conte e signore di Boriana, Beatino e Pralormo, Alberto La Marmora nacque a Torino terzogenito e secondo tra i figli maschi del marchese Celestino Ferrero della Marmora e Raffaella Argentero di Bersezio che diedero alla luce sedici figli.
Celestino (7 luglio 1754 - 30 agosto 1805), investito del marchesato di La Marmora il 25 luglio 1775, aveva percorso i primi gradi della carriera militare, seguendo la tradizione di famiglia. Nel 1770 era stato alfiere nel reggimento delle guardie; nel 1773 aiutante di campo di suo zio, Filippo della Marmora, allora viceré di Sardegna; nel 1787, diventato primo scudiere della principessa di Piemonte, era stato promosso capitano nel reggimento d'Ivrea. Nel 1797, allorché i domini di terraferma di casa Savoia vennero occupati dai francesi, si era ritirato a vita privata. Durante l'infanzia, Alberto venne educato soprattutto dal padre, che aveva abbandonato la carriera militare, influenzato dagli ideali della Rivoluzione francese, e che nutrì per un certo periodo simpatie repubblicane.
Quando il Piemonte fu incorporato nella Francia napoleonica Alberto, allora un ragazzo di diciassette anni, dal 14 agosto 1806 entrò nell'Accademia militare francese di Fontainebleau, grazie ai passi intrapresi dal padre poco prima di morire, e dalla quale uscì nell'aprile 1807 col grado di sottotenente di fanteria. La madre Raffaella rimasta vedova, non esitò tra la fine del dicembre 1807 e il gennaio 1808 a chiedere un'udienza a Napoleone in persona pur di assicurarsi la sua attenzione alla carriera dei figli, segnando così per Alberto l'inizio di una brillante carriera nel 1º reggimento di fanteria di linea e da qui all'Armata d'Italia in Calabria e poi agli ordini di Eugenio di Beauharnais. Partecipò a diverse campagne con l'esercito francese contro l'Austria, in particolare prese parte come sottotenente alla battaglia di Wagram nel 1809 contro le forze della quinta coalizione, dalla quale esce in condizioni di salute così gravi che dovrà ritirarsi per due anni, e in seguito alle battaglie di Lützen, Torgau e Bautzen, ottenendo per i suoi meriti in quest'ultima battaglia la croce della legion d'onore da Napoleone a Dresda nel 1813. Nell'ottobre 1813, dopo la battaglia di Lipsia, fu fatto prigioniero e trasferito nel Nord della Russia. In seguito all'abdicazione di Napoleone, con gli altri prigionieri di guerra venne rinviato a Torino, dove rientrò il 1º ottobre 1814. Dopo la Restaurazione, al rientro dei Savoia in Piemonte, ancora grazie alle influenze materne, Alberto è reintegrato da Vittorio Emanuele I nell'esercito piemontese come luogotenente dei Granatieri Guardie. Fu promosso capitano il 16 febbraio 1816, dopo aver preso parte, l'anno precedente sotto il generale Vittorio Sallier De La Tour, alla settima coalizione contro Napoleone distinguendosi per il suo valore nella battaglia di Grenoble.
Nel 1819 fece il suo primo viaggio in Sardegna, e giunse a Cagliari dopo una traversata di 12 giorni. Voleva dedicarsi agli studi di ornitologia e praticare la caccia, che appassionava non poco i militari di professione come lui. Ebbe come compagni di viaggio il prof. Keyser, geologo di Cristiania, e il cavaliere De Prunner, direttore del Museo di storia naturale e di antichità di Cagliari. Questo primo viaggio gli fornì un ampio materiale, che utilizzerà nei suoi successivi scritti sulla Sardegna, per descrivere l'isola in tutte le sue parti. Tornò a Torino e poco tempo dopo, nel 1822, sospettato di partecipare ai Moti del 1820-1821, fu esiliato in Sardegna. A suo carico non emerse alcun preciso capo d'accusa; su di lui però convergevano pesanti sospetti per l'amicizia che lo legava ad alcuni dei principali responsabili dei moti. Fu riammesso in servizio il 20 marzo 1824, in qualità di capitano di fanteria a disposizione del viceré di Sardegna.
Nel 1825 fu addetto allo Stato Maggiore del viceré. Nel novembre 1831 Carlo Alberto lo richiamò dalla Sardegna per promuoverlo luogotenente di stato maggiore e lo decorò con la croce dell'Ordine civile per i suoi studi su quell'isola. Promosso generale, nel 1836 è nominato Ispettore delle miniere in Sardegna e, nel 1841, gli viene affidato il comando della Scuola di marina di Genova. Nel 1834 cavaliere dell'Ordine dei Santi Maurizio e Lazzaro. Nel 1845 in collaborazione col il cavaliere e maggiore Carlo de Candia realizza la grande carta marittima della Sardegna in scala 1: 250.000, in versione da viaggio.
In seguito allo scoppio della prima guerra d'indipendenza italiana Alberto chiese di essere inviato al fronte con un incarico operativo. Così, l'8 aprile 1848, gli venne ordinato di recarsi a Venezia a disposizione del governo provvisorio per collaborare all'organizzazione dei volontari veneti. Qui ottenne il comando di alcune truppe sulla linea del Piave fino al 7 maggio, allorché dal quartier generale di Carlo Alberto ricevette l'ordine di tornare a Venezia per prendervi il comando delle truppe. Il governo provvisorio, però, aveva già affidato tale incarico a Guglielmo Pepe, cosicché, rimasto senza un compito preciso, chiese al ministro della guerra di essere mandato altrove. Nell'ottobre 1848 lasciò Venezia, essendo stato nominato senatore il 20 maggio di quello stesso anno.
Il 3 marzo 1849, dopo l'armistizio di Salasco, assunse il Regio Commissariato e il Comando generale della Divisione militare di Sardegna, carica che lascerà nel 1851. Fu mandato sull'isola in veste di commissario straordinario con pieni poteri per sedare una rivolta di pastori che avevano attaccato la proprietà agricola e gli "stabili", ossia le ex terre comuni, poi trasformate in proprietà private adibite alla coltivazione e all'allevamento del bestiame. Forte dei pieni poteri attribuitigli, la Marmora riportò l'ordine nell'isola. Tuttavia il 5 marzo 1849 fu presentata alla Camera un'interpellanza da parte del parlamentare Giorgio Asproni contro la missione in Sardegna del generale, accusato di aver usato sistemi repressivi. L'interessato rispose pubblicando a Torino, nello stesso anno, i Riscontri del r. commissario straordinario per l'isola di Sardegna, in risposta alle interpellanze e accuse del sig. deputato Asproni nel quale si difese spiegando che, giunto nell'isola, aveva dovuto innanzitutto provvedere a ripristinare l'ordine, ma che la sua aveva voluto essere essenzialmente una missione di pace e non di tirannia. Egli aveva agito per impedire ulteriori disordini, ma certamente non aveva mai mosso guerra né alle idee, né alle istituzioni costituzionali, anzi aveva sollecitato spesso il re per un generale indulto dei delitti politici. Riportato l'ordine in Sardegna, infatti il La Marmora depose i pieni poteri e restò sull'isola in qualità di comandante generale.
In Senato si batté sempre per gli interessi dell'isola e il 16 novembre 1851 gli venne concessa la cittadinanza cagliaritana. Il 5 ottobre 1851, frattanto, aveva lasciato il comando dell'isola al generale Giovanni Durando, perché logorato dalla podagra, per poter tornare a Torino. Nello stesso anno andò in pensione e si dedicò solo all'attività parlamentare come senatore del regno, continuando gli studi con la Sardegna sempre al centro delle sue attenzioni. A quest'isola infatti dedicò i suoi studi in lingua francese su questioni economiche e fisiche: Voyage en Sardaigne, pubblicata a Parigi nel 1826. Dal 1851 al 1857 compì ancora numerosi viaggi in Sardegna per terminare i suoi studi.
Il suo modo di vivere tuttavia, gli stenti nei lunghi viaggi nell'isola, i pernottamenti disagiati e spesso all'aperto, gli causarono dolori e acciacchi che minarono il suo fisico, portandolo alla morte il 18 maggio del 1863. Fu sepolto nella chiesa di San Sebastiano, a Biella.
Alberto La Marmora fu legato da amicizia a Quintino Sella con cui condivideva l'interesse per la geologia, infatti, se La Marmora aveva una competenza scientifica in materia, Sella si prodigava per promuovere studi geologici e intensificare la formazione in questa disciplina. Sella si fece anche promotore di un comitato che si occuperà della raccolta di fondi da destinare alla realizzazione di un monumento funebre per l'amico studioso: il comitato affidò l'incarico per la realizzazione del busto allo scultore ticinese Vincenzo Vela che già aveva realizzato un busto marmoreo per la città di Cagliari. L'opera è collocata nella basilica di San Sebastiano in prossimità della Cripta dei Ferrero Della Marmora e delle opere di Odoardo Tabacchi.
I suoi studi Come scienziato, grazie ad un lungo periodo vissuto in Sardegna, studiò i fondali marini e le coste a ridosso dei fiumi. I suoi studi e le sue osservazioni sul tema furono molto utilizzati nell'analisi di fattibilità del Canale di Suez. Le sue considerazioni verranno poi riprese da Luigi Negrelli e da Pietro Paleocapa che avranno un ruolo primario nella costruzione del Canale.
Appassionato studioso di archeologia, nel 1829 entra nell'Accademia delle Scienze di Torino, di cui diverrà in seguito vicepresidente, e nel 1832 nell'Accademia Geologica di Firenze. Il suo spessore di uomo di studi e di cultura lo porta ad essere inoltre socio di diversi prestigiosi istituti di studi come lIstituto lombardo di scienze e lettere di Milano, la Società agraria ed economica di Cagliari e la Società reale di Napoli oltre che membro della Deputazione di storia patria di Torino. Riceve il diploma delle Società geologiche di Francia, di Berlino e di Londra e, dopo la sua morte, viene commemorato ufficialmente da istituzioni prestigiose come la Royal Geographical Society di Londra. Nel 1844 fu presente al V Congresso degli scienziati italiani a MilanoA. Hortis, Discorso inaugurale all'XI Congresso della Società italiana per il progresso d. scienze, Roma 1845, p. XXXVII.