Ancien élève de l’École normale supérieure (Ulm), docteur en ethnologie (2007), Charles Stépanoff a été élu en 2008 maître de conférences à l’École pratique des hautes études (Section des Sciences religieuses). Il a été coordinateur du Groupement de recherche international « Nomadisme, sociétés et environnement en Asie centrale et septentrionale » (France, Fédération de Russie, Kirghizstan) et membre du Conseil national des universités. Il a soutenu en 2018 son habilitation à diriger des recherches, intitulée « Chamanisme et communautés hybrides », avec pour garant Philippe Descola.
Ses premières enquêtes ont porté sur le chamanisme à Touva en Sibérie méridionale : il a étudié les ressorts cognitifs et relationnels de l’autorité et des pouvoirs d’individus hors du commun, les chamanes. Ses travaux se sont ensuite étendus aux rapports à l’environnement à travers la chasse et l’élevage chez les populations de la taïga. À partir de ces enquêtes, Charles Stépanoff étudie les multiples façons dont les humains établissent des liens et communiquent avec des êtres non humains : divinités, esprits, plantes ou animaux. Ses derniers travaux portent sur la transformation des régimes d’imagination et des rapports aux non-humains à travers l’évolution de longue durée des sociétés. S’inscrivant dans des collaborations pluridisciplinaires internationales, ses recherches s’inspirent de travaux récents menés en sciences cognitives, préhistoire et biologie.
Depuis 2018, il mène des enquêtes ethnographiques sur les relations aux animaux sauvages et domestiques dans le contexte de la chasse et de l’élevage en France. Il a publié en particulier une étude sur les controverses et les conflits actuels entre adeptes et opposants de la pratique de la chasse à courre.
Il est l’auteur de Voyager dans l’invisible – Techniques chamaniques de l’imagination (Les Empêcheurs de penser en rond, 2019), dont Philippe Descola écrit la préface.