Klaus Dethloff ist Physiker mit Schwerpunkt Atmosphärenphysik. Nach seinem Studium und seiner Promotion in theoretischer Physik an der Universität Rostock arbeitete er zunächst im Zentralinstitut für Solar-Terrestrische Physik der Akademie der Wissenschaften. Später baute er am Alfred-Wegener-Institut in Potsdam die Atmosphärenmodellierung auf, wurde Professor an der Universität Potsdam und leitete viele Jahre die Sektion „Atmosphärische Zirkulationen". Er war maßgeblich an der Initiierung und Umsetzung des internationalen MOSAiC-Projekts beteiligt. Für seine wissenschaftlichen Leistungen wurde er unter anderem mit dem IASC Award for Services ausgezeichnet und ist Mitglied der Leibniz-Sozietät der Wissenschaften zu Berlin.