Hijo de Jamet Cartier y Jesselin Jansart, Jacques Cartier, nace en Saint-Malo, Bretaña en 1491. Se casó el 2 de mayo de 1520 con Catherine, hija de Jacques des Granches, condestable de Saint-Malo.
Algunos historiadores sostienen que es posible que llegara a América durante alguna campaña de pesca antes de 1532, ya que la zona era conocida por los pescadores vascos y bretones. Otros también sugieren que podría haber participado en un viaje de exploración de la costa de Brasil de la flota normanda, teniendo en cuenta, las frecuentes comparaciones que Cartier, en sus libros de viajes, hizo entre los amerindios de Nueva Francia y los de Brasil, así como por su conocimiento del portugués.
En 1532 —el año en el que el Ducado de Bretaña fue formalmente unido a Francia por el Edicto de la Unión— cuando estalló una guerra entre la corona de Portugal y los armadores normandos a lo largo de Brasil, Cartier fue presentado al rey Francisco I por Jean Le Veneur, obispo de Saint-Malo y evoca los viajes que Cartier ya había hecho en Brasil y Terranova como prueba de la capacidad de Cartier «de llevar los barcos al descubrimiento de nuevas tierras en el Nuevo Mundo».
En 1534, el rey le encomendó el mando de una expedición con la esperanza de descubrir un Paso del Noroeste a los ricos mercados de Asia. Partió el 20 de abril de Saint-Malo, comandando una flota de solo dos barcos y 61 hombres y le llevó veinte días cruzar el océano. El 10 de mayo arribó a las costas de Terranova, en Bonavista y fondeó en el puerto de Santa Catalina. Bordeó la isla en dirección norte y durante una parada en las «isla de las Aves» (ahora isla Funk), su tripulación sacrificó en torno a 1 000 aves, ahumando entre cinco y seis toneladas de carne. Siguió hacia el norte y encontró el estrecho de Belle Isle, por el que se internó en dirección suroeste accediendo al interior del golfo de San Lorenzo. Costeó la isla de Terranova por su vertiente occidental, descubriendo el archipiélago de las islas de la Magdalena. Siguió luego en dirección sureste hasta llegar a la isla del Príncipe Eduardo y luego bordeó la costa oriental de la península de Gaspesia. Cartier tuvo el primero de dos encuentros con los pueblos aborígenes de Canadá en el lado norte de la bahía des Chaleur, unos breves encuentros en los que realizaron algún intercambio comercial.
En las costas de la bahía de Gaspé, un viernes 24 de julio, plantó una cruz de 10 metros con las palabras «Viva el rey de Francia» y tomó posesión del territorio en nombre del rey. El cambio en su estado de ánimo era una clara indicación de que los aborígenes entendieron las acciones de Cartier. Se ganó con sus regalos a los dos hijos del jefe Donnacona, Domagaya y Taignoagny, y los retuvo contra su voluntad en el barco.
Cartier escribió que por ellos le dio a la región donde fueron capturados el nombre de «Honguedo». El jefe de los nativos, a disgusto, llego a un acuerdo en que podría llevar a sus hijos como rehenes, con la condición de que regresasen con productos europeos para el comercio.
Cartier partió y tras rodear casi completamente la isla de Anticosti, a la que bautizó como isla Assomption (Asunción), siguió cabotando por la costa septentrional del golfo de San Lorenzo en dirección noreste. Alcanzó nuevamente el estrecho de Belle Isle y ya en el océano, emprendió el camino de regreso a Francia, llegando a Saint-Malo el 5 de septiembre de 1534, después de una contra travesía de 21 días, seguro de que había llegado a la costa asiática.
El segundo viaje tuvo lugar en 1535-1536. La expedición constaba de 110 hombres y tres navíos: La Grande Hermine la nave en la que iba Cartier; el Petite Hermine, al mando de su cuñado Macé Jalobert; y el Emerillon, a cargo de Guillaume, el bretón. Se previeron quince meses de víveres. Los dos nativos del primer viaje iban de vuelta, hablando ambos ya el francés.
Partieron el 19 de mayo y volvieron a realizar la misma travesía del primer viaje, aunque desde el inicio los barcos fueron separados por las tormentas. Arribaron a la isla de los Pájaros y de nuevo se internaron por el estrecho de Belle Isle, siguiendo esta vez el borde de la costa septentrional y cruzando el estrecho de Jacques Cartier, entre la isla de Anticosti y el continente. En Anacosti (en ese momento consagrada a San Lorenzo) los tres barcos se reunieron de nuevo y gracias, a los consejos de los dos nativos, lograron navegar remontando el estuario del San Lorenzo y luego el curso del río San Lorenzo, descubriendo que se trataba de un río al comprobar que el agua era dulce. El de 7 de septiembre llegaron frente a la aldea iroquesa de Stadacona. Allí Cartier volvió a reunirse con el jefe Donnacona, que trató de disuadir a los franceses de seguir remontando el río, ya que quería conservar el monopolio comercial en el río. Cartier no aceptó, liberó a sus hijos y decidió seguir sin guías e intérpretes.
Cartier dejó dos barcos y parte de la expedición en un puerto natural en el río. Él siguió remontándolo con cuarenta hombres a bordo del Emerillon y dos chalupas. El caudal del río pronto le impidió proseguir más allá del lago Saint-Pierre. Cartier alcanzó el 2 de octubre de 1535, a unos 200 kilómetros río arriba de Stadacona, un gran pueblo roblox, Hochelaga, localizado a los pies del monte Royal, que será el emplazamiento de la futura ciudad de Montreal. Hochelaga era impresionante y más de 1000 iroqueses se acercaron a la orilla del río para saludar a los franceses. La población estaba rodeada por una triple empalizada circular de madera, tenía una sola puerta de acceso y contaba con unas cincuenta casas comunitarias. El sitio de su llegada ha sido identificado con total confianza como el comienzo de Sainte-Marie Sault —donde está el puente que lleva su nombre. La expedición no pudo seguir adelante ya que el río estaba bloqueado por una zona de rápidos. Tan seguro estaba Cartier de que el río era el Paso del Noroeste y que los rápidos eran todo lo que le impedía seguir navegando y llegar a China, que los bautizó con el nombre que los rápidos aún conservan: los rápidos de Lachine (y la ciudad de Lachine, Quebec).
El jefe de la aldea afirmaba que era posible seguir remontando el río hacia el oeste durante tres lunas y desde el río de los Utawe dirigirse hacia el norte y penetrar en una zona en la que había plata en abundancia (seguramente se trataba de México). Después de pasar dos días entre el pueblo de Hochelaga, Cartier volvió a Stadacona el 11 de octubre. No se sabe exactamente cuando se decidió a pasar el invierno de 1535-1536 allí, y que por entonces ya era demasiado tarde para volver a Francia. Cartier y sus hombres se prepararon para el invierno construyendo un fuerte al que nombraron Santa Cruz, levantando casas con dobles paredes rellenas de borra, haciendo acopio de leña y salando caza y pesca. Ese campamento será el origen de la ciudad de Quebec.
Las relaciones con los iroqueses fueron buenas, a pesar de algunos desacuerdos sin importancia, que nunca llegaron a desembocar en actos violentos. Durante ese invierno, Cartier compiló una especie de diccionario geográfico que incluye varias páginas sobre las costumbres de los indígenas, en particular, su hábito de usar sólo taparrabos, incluso en pleno invierno. Cartier descubrió las primeras cabelleras arrancadas en la casa de Donnacona, que pertenecían a los miembros de otra tribu rival, y también probó el tabaco. Los nativos recolectaban y secaban la hoja en verano y luego la reducían a polvo, un polvo que transportaban en pequeñas bolsas colgadas del cuello que luego fumaban. Los nativos lo consideraban muy provechoso para la salud y Cartier accedió a probarlo, pero tras la aspiración, casi muere asfixiado.
La llegada del invierno sorprendió a los barcos franceses en la desembocadura del río Santa Cruz. La flota francesa permaneció atrapada en el río helado. El hielo tenía más de 1,8 metros de espesor, y la nieve caída en tierra más de 1,2 metros.
Los hombres se enfermaron de escorbuto, primero los iroqueses y luego los franceses. En su diario, a mediados de febrero, Cartier anota que «de los 110 que éramos, solamente diez estaban lo suficientemente bien como para ayudar a los demás, una cosa lamentable ver». Cartier anota que más de cincuenta nativos fallecieron, pero que algunos consiguieron curarse. Uno de los nativos que sobrevivieron fue Domagaya, el hijo del jefe, que había sido llevado a Francia el año anterior. Durante una visita amistosa a Domogaya, desde el fuerte francés, Cartier se enteró de que una preparación de hojas de un árbol conocido como annedda (probablemente Arbor vitae) podía curar el escorbuto. Este remedio probablemente salvó a la expedición de la destrucción permitiendo que 85 franceses sobreviviesen a ese invierno.
En marzo llegó la gran migración de caribús y todo el poblado iroques se puso en marcha para abatirlos, con lanzas, venablos y flechas. En abril, terminaron las cacerías y regresaron los iroqueses. Cartier empieza a temer de ellos y preparó la marcha. El 3 de mayo, con gran ceremonia, izó una cruz en el fortín, con la inscripción: «Franciscus primus Dei gratia Francorum Rex regnat». De forma artera, capturó a Donnacona, sus dos hijos y otros siete iroqueses para que ellos, en persona, pudieran contar la historia de ese país más al norte, llamado el «reino de Saguenay», que decían estaba lleno de oro, rubíes y otros tesoros. Aprovechando el deshielo, el 6 de mayo, puso rumbo a Francia, abandonando el Petite Hermine, para el que ya no tenían tripulantes. Después de un arduo viaje por el río San Lorenzo y el estuario, regresaron por el estrecho de Honguedo (dejando la isla de Anticosti al norte) y tras cruzar el golfo de San Lorenzo salieron al Atlántico por el estrecho de Cabot, dejando esta vez la isla de Terranova al norte. Siguieron y tras bautizar el archipiélago de San Pedro y Miguelón a su paso, y después de tres semanas de travesía por el Atlántico, Cartier y sus hombres llegaron a Saint-Malo el 15 de julio de 1536, finalizando su segundo viaje 14 meses después de la partida, el viaje más provechoso de todos los que realizaría Cartier y convencido de nuevo de que había explorado parte de la costa oriental de Asia.
Donnacona comprendió que era lo que están buscando los franceses, oro, gemas, especias, y les describió lo que deseban escuchar, el mitológico reino de Saguenay, y Francisco I, a pesar de sus preocupaciones militares por las disputas con Carlos I, se deja convencer para pertrechar una tercera expedición exploratoria, pero en ningún momento los franceses parecen decididos a establecer una colonia. Donnacona muere hacia 1539, al igual que otros iroqueses, otros se casaron y ninguno regresará a su tierra.
Sin embargo, Francisco I cambio de estrategia y el 17 de octubre de 1540 ordenó a Cartier regresar a Canadá para dar paso a un proyecto de colonización del que sería «capitán general», con dos objetivos principales: la colonización y la difusión de la fe católica. Sin embargo, el 15 de enero de 1541 Cartier se vio sustituido por Jean-François de la Rocque de Roberval, un corredor de hugonotes y amigo personal del rey, que fue nombrado primer teniente general del Canadá francés. Roberval fue el encargado de dirigir la expedición con Cartier como principal navegante. Mientras Roberval esperaba por la artillería y suministros, dio permiso a Cartier para que navegase por delante con sus barcos: se preparó la expedición, armaron cinco barcos, embarcaron ganado y liberaron prisioneros para convertirlos en colonos.
El 23 de mayo Cartier partió de Saint-Malo en su tercer viaje con esas cinco naves. Esta vez, se había olvidado cualquier idea de encontrar un paso hacia el Oriente y los objetivos eran ahora encontrar el reino de Saguenay y sus riquezas y establecer un asentamiento permanente a lo largo del río San Lorenzo. Tras una calamitosa travesía consiguió llegar a Stadaconé en agosto, llegando de nuevo a la aldea tras tres años de ausencia. El reencuentro fue cálido a pesar del anuncio de la muerte de Donnacona, pero luego las relaciones se deterioraron hasta el punto de que Cartier decidió instalarse en otro sitio. Decidió instalarse en la confluencia del río San Lorenzo con el río del Cabo Rojo, el sitio de la actual Cap-Rouge (Quebec). Los colonos fueron desembarcados, el ganado que había sobrevivido a tres meses a bordo de los buques quedó libre y se sembraron pequeños huertos con semillas de col, nabo y lechuga. Se fortificó el asentamiento, que fue nombrado como Charlesbourg-Royal y también se erigió otro fuerte en el acantilado, con vistas al asentamiento, para mayor protección.
Llegó el invierno sin la presencia de Roberval ni del resto de la expedición. Mientras tanto, Cartier fue acumulando lo que creía era mineral de oro y diamantes en sus negociaciones con los hurones, que aseguran haberlo recogido en las proximidades. Dos de los buques fueron enviados a casa con algunos de estos minerales el 2 de septiembre y una vez llegados, los expertos informaron de que habían traído solamente pirita y cuarzo, sin valor alguno. Su decepción dio origen a la expresión francesa de que es «falso como los diamantes del Canadá».
Tras haber establecido tareas para todos, Cartier deja el fuerte el 7 de septiembre y partió con un bote en un reconocimiento a la búsqueda del reino de Saguenay. Habiendo llegado otra vez a Hochelaga, el mal tiempo y los numerosos rápidos le impidieron continuar hasta el río Ottawa.
De vuelta a Charlesbourg-Royal, Cartier encontró que la situación era ominosa. Los iroqueses ya no realizaban visitas amistosas y les rondaban de manera siniestra. No existen registros sobre el invierno de 1541-1542 y la información debe obtenerse de los pocos detalles que contaron al regreso los marineros. Al parecer, los indígenas atacaron y mataron a unos 35 colonos franceses antes de que pudieran retirarse detrás de sus fortificaciones. La impresión es de miseria general y Cartier siente la creciente convicción de que no había manos suficientes ni para proteger su base ni para ir de nuevo en busca del reino de Saguenay.
Cartier decidió regresar a Francia a principios de junio de 1542, y en el viaje de vuelta encontró a Roberval y sus barcos a lo largo de la costa de Terranova, cuando Roberval dejaba Margarita de la Rocque. A pesar de la insistencia de Roberval de que lo acompañase de vuelta a Saguenay, Cartier desapareció al amparo de la oscuridad y siguió hacia Francia, convencido de que en sus buques había una gran cantidad de oro y diamantes. Llegó allí en octubre, en lo que resultó ser su último viaje. Mientras tanto, Roberval tomó el mando en Charlesbourg-Royal, pero la colonia fue abandonada en 1543, después de que las enfermedades, el mal tiempo y los nativos hostiles llevaran a los aspirantes a colonos a la desesperación.
Decepcionado, Cartier se retiró a su residencia de Limoilou, cerca de Saint-Malo, en donde alcanza la consideración de sabio al que se consultan muchas cosas y del que se utiliza su conocimiento del portugués. Murió a causa de la peste que golpeó la ciudad en 1557, probablemente a la edad de 65 o 66 años. Sus restos, reencontrados en 1944, descansan en la catedral de Saint-Malo.
Cartier, después de haber localizado la entrada al golfo de San Lorenzo en su primer viaje, abrió la vía navegable más grande para la penetración europea en América del Norte y realizó una estimación inteligente de los recursos de Canadá, tanto naturales como humanos, aunque con una exageración considerable de su riqueza mineral. Si bien algunas de sus acciones con los iroqueses en el río San Lorenzo fueron deshonrosas, intentó al tiempo establecer amistad con ellos y con los otros pueblos indígenas que vivían a lo largo del río San Lorenzo, un preliminar indispensable para el asentamiento de Francia en sus tierras.
Cartier fue el primero en usar en documentos el nombre de Canadá para designar el territorio a orillas del río San Lorenzo. El nombre deriva de la palabra huron-iroquesa de «kanata», o aldea, que fue interpretado erróneamente como el término nativo de las tierras descubiertas. Cartier usó el nombre para describir Stadacona, la tierra de los alrededores y el propio río. Y Cartier llamó «canadienses» (Canadiens) a los habitantes (iroqueses) que había visto allí. A partir de entonces el nombre de Canadá se utilizó para designar la pequeña colonia francesa en esas costas, y los colonos franceses fueron llamados canadienses hasta mediados del siglo XIX, cuando el nombre empezó a ser aplicado a las colonias leales en los Grandes Lagos y más tarde a toda la Norteamérica Británica. Cartier no es estrictamente el descubridor europeo de Canadá, como este país se entiende hoy, una vasta federación de mar a mar. Las partes orientales ya habían sido visitadas por los nórdicos, así como por pescadores vascos, gallegos y bretones, además, por supuesto, de los indígenas que primero habitaron el territorio. La contribución más importante de Cartier al descubrimiento de Canadá fue ser el primer europeo en penetrar en el continente, y, más precisamente, en la región oriental del interior a lo largo del río San Lorenzo. Sus exploraciones consolidaron las reclamaciones francesas del territorio que más tarde sería colonizado como la Nueva Francia, y su tercer viaje produjo el primer intento europeo documentado de asentamiento en América del Norte desde los de Lucas Vázquez de Ayllón, en 1526-1527.
La capacitación profesional de Cartier es fácil de determinar. Teniendo en cuenta que Cartier realizó tres viajes de exploración en aguas peligrosas y desconocidas hasta entonces, sin perder un solo barco, y que entró y salió de unos 50 puertos desconocidos sin contratiempos graves, puede ser considerado uno de los navegantes más avezados de la época.
Cartier también fue uno de los primeros en reconocer formalmente que el Nuevo Mundo era una masa de tierra separada de Europa y Asia.