Швейцарский физик. Родился 15 февраля 1861 года во Флерье (Швейцария).
В 1882 году окончил Цюрихский политехнический институт. В 1883 году работал в Международном бюро мер и весов в Севре. Проводил исследования в области метрологии. Получил новое, высокоточное значение объема 1 кг воды, исследовал природу ошибок ртутных термометров и предложил соответствующие поправки. Участвовал в работах по созданию платиново-иридиевых эталонов метра.
В 1890 году занялся изучением сплавов никеля и железа, создал инвар (сплав, почти не испытывающий линейного расширения при нагревании), элинвар (сохраняющий эластичность в широком диапазоне температур) и другие сплавы, применяемые в точном приборостроении, метрологии, геодезии. За создание сплавов, нашедших широкое применение в прецизионной технике, был удостоен в 1920 году Нобелевской премии по физике.
Умер Шарль Эдуард Гильом в Севре (Франция) 13 июня 1938 года.