Penck was getrouwd met Ida Ganghofer, de zuster van de Beierse schrijver Ludwig Ganghofer. In 1882 werd hij docent aan de universiteit van München, waarna hij tussen 1885 en 1906 hoogleraar (geografie) werd aan de Universität Wien en tussen 1906 en 1927 aan de Friedrich-Wilhelms-Universität in Berlijn was. Hij was ook rector magnificus van laatstgenoemde universiteit en directeur van het Instituut voor Oceanografie en Geografie. Vanaf 1928 gaf hij les aan de Duitse Karl-Ferdinands-Universität in Praag.
Penck was vanaf 1906 lid van de Berlin-Brandenburgische Akademie der Wissenschaften.
Werk
Penck onderzocht de geomorfologie van de Alpen en de Noord-Duitse laagvlakte. Zijn onderzoek in de Alpen bracht hem tot theorieën over de isostatische massabalans tussen erosie en sedimentatie. Hij stelde dat de tektonische opheffing van gebergten als de Alpen wordt tenietgedaan (in evenwicht gehouden) door het verdwijnen van materiaal door erosie (zogenaamde denudatie). In Noord-Duitsland deed hij vooral onderzoek naar de sporen van de Pleistoceneglacialen ('ijstijden'). Hij onderzocht aan de hand van deze sporen, zoals het voorkomen van keileem of zwerfkeien, hoe ver naar het zuiden het landijs maximaal doorliep.
Penck onderkende als eerste het bestaan van meer dan één periode van vergletsjering. Hij schreef op vierentwintigjarige leeftijd zijn ideeën op in het artikel Die Vergletscherung der deutschen Alpen. Ihre Ursachen, periodische Wiederkehr und ihr Einfluss auf die Bodengestaltung. Deze ideeën werden later uitgewerkt in het standaardwerk Die Alpen im Eiszeitalter (nooit voltooid) wat grote invloed heeft gehad. In dit werk werden de vier grote vergletsjeringen van de Alpen genoemd, van jong naar oud (Würm-, Riss-, Günz-, en Donauglacialen, tegenwoordig weet men dat er nog veel meer vergletsjeringen geweest zijn).
(en) Geikie, J., 1910. Review: The Alps during the Glacial Period. Bulletin of the American Geographical Society, 42(3): 192-205. (Boekbespreking van Penck & Brückner door Geikie)
Belangrijkste geschriften van Penck
(de) Penck, A., 1882. Die Vergletscherung der deutschen Alpen. Ihre Ursachen, periodische Wiederkehr und ihr Einfluss auf die Bodengestaltung. Johann Ambrosius Barth, Leipzig.
(de) Penck, A., 1894. Morphologie der Erdoberfläche, Vol. 1: 471 pp., Vol. 2: 696 pp., Stuttgart, J. Engelhorn.
(de) Penck, A., Brückner, E., 1901-1909. Die Alpen im Eiszeitalter. (3 delen), 1191 pp., Tauchnitz, Leipzig.
(de) Penck, A., 1934. Nationale Erdkunde. Zeitschrift Gesellschaft für Erdkunde 1933, 36 pp. , Buchholz & Weißwange, Berlin-Charlottenburg.