Il se marie avec Emily W. Wiswell le . Il travaille, de 1871 à 1879, comme géologue et minéralogiste au sein de l’U.S. Geology and Geography Survey of Territories. Puis, de 1883 à 1898, comme géologue à l’U.S. Geology Survey. À partir de 1898, il est assistant à la section de paléobotanique du National Museum of Natural History.
Peale est notamment l’auteur de Yellowstone National Park and Thermal Springs (1882), The Classification of American Mineral Waters (1887), Mineral Springs of the United States (1886), The Natural Mineral Waters of the United States (1895), Classification of Mineral Waters (1902), Biographical Sketches of Charles Willson Peale and of Titian R. Peale (1905).
