В 1873 отправился на Зоологическую станцию в Неаполь, в 1879 был приглашён профессором зоологии и сравнительной анатомии в Мессину. С 1895 читал лекции одновременно и в Палермо. Научные исследования Клейненберга касаются гистологии и истории развития низших беспозвоночных животных (учение о невромышечных клетках); особо важное значение имели его труды по анатомии и эмбриологии гидры и эмбриогенезу кольчатых червей (полихет).
В микроскопической технике имя Клейненберга связано с применением пикриновосерной кислоты и с другими фиксирующими и красящими веществами.
Главные работы:
- «Hydra. Eine anatomisch-entwicklungsgeschichtliche Untersuchung» (Лейпциг, 1872);
- «Die Entstehung des Annelids aus der Larve von Lopadorhynchus etc.» («Zeitschr. f. wiss. Zool», 1886).
