او پس از گرفتن لیسانس از دانشگاه کالیفرنیا به دانشگاه MIT رفت و پایان‌نامه خود را تحت نظارت ساموئلسون نوشت و پس از آن به تیم اقتصاد سنجیملحق شد. او از محققان پیشرو در زمینه ساخت و تحلیل مدل‌هایکاربردینوسانات تجاریبوده است. کلین کارش را در این زمینه با انتشار مقاله‌ایدر سال ۱۹۵۰ آغاز نمود که در آن به شناساییو کمینمودن مدل‌هاییاز اقتصاد آمریکا در طول دوره جنگ‌هایجهانیپرداخت.
در سال‌هایبعد او به این رشته از تحقیقات خود ادامه داد و چندین مدل جدید را ساخت که یکیاز آنها را با همکاریآرتور گلدبرگر تهیه کرد که معروفیت زیادیپیدا نمود. کلین در سال ۱۹۴۷ یک سال را در نروژ در کنار فریش و‌هاولمو به کار دانشگاهیگذراند و در تابستان آن سال یک سریاز مدل‌هایاقتصاد سنجیرا برایدولت کانادا در اوتاوا تهیه نمود. او همچنین مدتیرا در دانشگاه آکسفورد به تحقیق درباره مدل اقتصاد انگلستان گذراند و در مدت چهار سال اقامت خود در انگلستان به مطالعاتیدرباره اقتصادسنجینظریبا روش‌هایاستنتاج آماریپرداخت. بعد از این دوره به دانشگاه پنسیلوانیا در ایالات متحده بازگشت و از سال ۱۹۵۸ در آنجا باقیماند. سریمدل‌هایوارتون او در این دانشگاه شکل گرفت و برایپروژه‌هایمدل‌سازیبه بسیاریاز کشورها از جمله ژاپن و مکزیک سفر کرد و تعدادیپایان‌نامه را با این موضوعات برایکشورهایصنعتیو در حال توسعه راهنماییکرد.
کلین از طریق مدل‌سازی‌هایخود به تحلیل‌هایاقتصادسنجیکلان که تین‌برگن آغاز کرده بود، ادامه داد. او نظریه‌هایاقتصادیمختلف را با تکنیک‌هایآماریو شبیه‌سازیرایانه‌ایبه منظور پیش‌بینیکوتاه‌مدت به کار گرفت. انتشارات اولیه کلین عمدتا ویژگیروش شناختیداشت، اما به تدریج کارهایش به سویساخت و استفاده از مدل‌ها برایاهداف عملیگرایید و کوشید تا ابزاریرا برایپیش‌بینینوسانات تجاریو تاثیرات تدابیر سیاسیو اقتصادیفراهم کند. در طیدهه ۱۹۵۰ مدل‌هایاو از اقتصاد آمریکا به ابزار موفقیدر پیش‌بینی‌هایکوتاه مدت تبدیل شد. در آغاز دهه ۱۹۶۰ کلین مدیر پروژه تحقیقاتیبزرگیتحت عنوان بروکینگ شد تا مدل‌هایاقتصاد سنجیمبسوطیرا برایاقتصاد آمریکا بسازد و در پیش‌بینیکوتاه مدت به کار گیرد. بعد از این کار، کلین مدل اقتصاد‌سنجیدیگریرا به نام وارتون ساخت که از مدل قبلیکوچک‌تر بود و معروفیت زیادیبرایتحلیل شرایط تجاریکسب نمود و برایپیش‌بینینوسانات در تولید ملی، صادرات، سرمایه‌گذاری، مصرف به کار گرفته شد و تاثیرات تغییرات در مالیات، هزینه‌هایدولتی، افزایش قیمت نفت و غیره را بر متغیرهایکلان را نشان می‌داد.
در اواخر دهه ۱۹۶۰ پروژه تحقیقاتیبزرگیبا پیشنهاد و رهبریکلین آغاز شد. هدف این پروژه هماهنگیمدل‌هایاقتصادسنجیدر کشورهایمختلف بود. ایده اساسیپروژه این بود که تحلیل‌هاینحوه انتشار نوسانات تجاریبین کشورهایمختلف را بهبود بخشد و پیش‌بینی‌هاییاز تجارت بین‌الملل و جریان‌هایسرمایه انجام دهد. البته این کار، امکاناتیرا برایمطالعه تاثیرات اقتصادیتدابیر سیاسییک کشور به سایر کشورها و حتیانعکاس‌هایبعدیآن بر اقتصاد کشور اصلیرا فراهم نمود. یک مثال از کاربرد این مدل به تاثیر افزایش قیمت نفت بر تورم، اشتغال و تراز تجاریدر کشورهایمختلف بر می‌گردد. این مدل‌ها نه تنها در کشورهایتوسعه یافته بلکه در کشورهایدرحال توسعه و سوسیالیست نیز به کار گرفته شد. در این راستا او اقتصادسنجیمدرن را به اقتصادهایبا برنامه‌ریزیمتمرکز از قبیل شورویسابق و چین معرفینمود.
در طول دهه ۱۹۶۰ کلین مطالعات اقتصادیرا با هدف پیش‌بینی‌هایاقتصادیبرایمشتریان خصوصیو دولتیآغاز کرد و از محل درآمد آن صندوقیرا برایکمک‌هایتحصیلیتحت عنوان موسسه پیش‌بینیاقتصاد سنجیوارتون تاسیس کرد. پروژه او در ژاپن باعث علاقه‌مندیاو به موضوعات خاور دور شد و همکاری‌هایعلمیاو را با دانشگاه‌هایژاپن و انتشار مجلات اقتصادیمشترک را موجب شد. در انتخابات سال ۱۹۷۶ ایالات متحده، کلین با تیم اقتصادیکارتر همکاریکرد، ولیاز پذیرش مقام دولتیامتناع کرد و ریاست انجمن‌هایعلمیاقتصادیآمریکا و جامعه اقتصاد سنجیرا در سال ۱۹۷۷ به عهده داشته است.
کلین از طریق انتشارات خود و هدایت گروه‌هایتحقیقاتیدر کشورهایمختلف تا حد زیادیتحقیقات درباره مدل‌هایپیش‌بینیاقتصادسنجیرا تشویق نمود و با این کار، استفاده از مدل‌هایاقتصادسنجیگسترش زیادیپیدا نمود. او اکنون به عنوان استاد کرسیهمچنان با مدل‌سازیاقتصاد سنجیکلان سرگرم است و تمرکز مدل‌هایش بر پیش‌بینی‌های ماهانه و فصلی قرار دارد.