Au terme de ses études secondaires à Franconville, à Beyrouth puis au Collège militaire de Saint-Cyr-l'Ecole, Jean François Clervoy obtient son baccalauréat en 1976. Il fait ses classes préparatoires aux concours d'entrée des grandes écoles au Prytanée militaire de La Flèche jusqu'en 1978. Il est diplômé de l'Ecole Polytechnique de Paris (1981) et de l'Ecole Nationale Supérieure de l'Aéronautique et de l'Espace à Toulouse (1983). En 1987, il obtient son brevet d'ingénieur navigant d'essai de l'Ecole du Personnel Navigant d'Essais et de RéceptionRéception d'Istres.

En 1983, Jean-François Clervoy est détaché par la Délégation Générale pour l'Armement auprès du CNES (Centre National d'Etudes SpatialesCentre National d'Etudes Spatiales) où il travaille pendant deux ans sur les dispositifs d'automatisation et de contrôle d'orientation de différents projets, comme le satellite d'observation de la terreobservation de la terre SPOTSPOT, la liaison optique inter-satellites STAR et la sonde cométaire VegaVega.
De 1983 à 1987, il enseigne, en tant qu'assistant, le traitement du signal et la mécanique générale à l'Ecole Nationale Supérieure de l'Aéronautique et de l'Espace de Toulouse.

Il est choisi pour faire partie du deuxième groupe d'astronautesastronautes français en 1985. L'année suivante, il suit pendant cinq mois des cours intensifs de russe. Après avoir obtenu en 1987 son brevet d'ingénieur navigant d'essai, il travaille pendant cinq ans à temps partiel au Centre d'Essais en Vol de Brétigny-sur-OrgeOrge comme chef du programme de vols paraboliques, responsable des essais et de la qualification de la CaravelleCaravelle pour la recherche en microgravitémicrogravité.
En même temps, il travaille au bureau des équipages du projet d'avion spatialavion spatial Hermes de l'ESAESA à Toulouse, où il participe à la définition et aux essais des interfaces homme-machine des véhicules spatiaux habités européens.
En 1991, il suit à la Cité des Etoiles près de Moscou une formation intensive aux systèmes russes SoyouzSoyouz et MirMir.

Jean-François Clervoy possède les brevets de parachutiste civil et militaire, de plongée civil et militaire, ainsi qu'un brevet de pilote privé.

En juin 1992, il intègre le corps des astronautes de l'ESA, dont la base se trouve au Centre des astronautes européens (EAC), à Cologne (Allemagne). En août 1992, Jean-François Clervoy est détaché par l'ESA au Bureau des astronautes de la NASANASA à Houston (Etats-Unis), où il suit une année de formation avant de recevoir sa qualification de spécialiste de mission pour la Navette spatiale. Il travaille sur les systèmes de robotiquerobotique embarquée au sein de la Division de préparation des missions.

Pour son premier vol dans l'espace, Jean-François Clervoy participe à la mission STS-66 de la Navette Atlantis, en novembre 1994. Cette mission dénommée ATLAS 3 (Laboratoire de recherche fondamentale et appliquée sur l'atmosphèreatmosphère) a pour objectif d'étudier la composition de l'atmosphère terrestre et les effets de l'énergieénergie solaire. Les scientifiques européens y participent largement, de même que l'ESA, qui contribue aux opérations à distance. J.F. Clervoy est responsable du pilotage du bras télémanipulateur pour le déploiement du satellite SPAS de l'Agence spatiale allemandeAgence spatiale allemande.

Jean François Clervoy travaille ensuite à la Division de soutien des missions du Bureau des astronautes de la NASA, où il est chargé de la vérification de logicielslogiciels de bord au Laboratoire d'intégration avionique de la Navette (SAIL), ainsi que de la conception des écrans de contrôle des systèmes robotiques pour la Division Station SpatialeStation Spatiale.
En juillet 1996, Jean François Clervoy est sélectionné pour sa seconde mission spatiale, STS-84. Cette sixième mission d'amarrage de la Navette spatiale à la station Mir s'est déroulée du 15 au 24 mai 1997. Etant le spécialiste de mission le plus expérimenté, un grand nombre de taches cruciales lui ont été confiées dont la surveillance des systèmes de la Navette pendant les phases d'approche et d'amarrage avec la station spatiale Mir. En sa qualité de commandant de la charge utile, il est également responsable de plus de 20 expériences scientifiques et gère le transfert de quatre tonnes de matériel pendant les cinq jours de vol conjoint Atlantis-Mir.

Après son retour, il est chef adjoint de la Division Electronique pour la navette et la station spatiale au Bureau des astronautes à la NASA-JSC.

En décembre 1999, Jean François Clervoy est sélectionné pour son troisième vol spatial dont le principal objectif est de remplacer le système de pointage défaillant du télescope spatial Hubbletélescope spatial Hubble. Jean François Clervoy est chargé du rôle d'ingénieur navigant et des opérations du bras télémanipulateur de la navette lors de plusieurs phases très délicates de la mission, notamment lors de la capture initiale du télescope et des trois sorties dans l'espace.
A l'issue de son 3ème vol, Jean François Clervoy dirige la section « Interface Equipage et logiciel de vol » de la Division Station Spatiale du Bureau des astronautes de la NASA-JSC à Houston.

Jean-François Clervoy est actuellement Ingénieur Général de l'Armement (2ème S) détaché comme Astronaute de Marque auprès du projet ATVATV (Automated Transfer Vehicle) de l'ESA, aux Mureaux, France. Il assure aussi la fonction de PDG de Novespace, la filiale du CNES en charge des vols paraboliques sur l'A300 Zero-G.