Gilles Kleitz est ingénieur en chef des ponts, des eaux et des forêts. Titulaire d'un doctorat en sciences du développement, il est également ingénieur agronome. Selon le site Acteurs publics (1) , il a entamé sa carrière en tant que chercheur sur la politique de conservation de la biodiversité en milieu rural au Centre de coopération internationale en recherche agronomique pour le développement (Cirad-EMVT), de 1996 à 2002. Il a également occupé de 1996 à 1999 le poste de coordinateur de projet pour le Fonds français pour l'environnement mondial (FFEM) au Zimbabwe. Il a ensuite rejoint le gouvernement : comme chargé de mission "Agro-environnement et agropastorale loup et ours" au ministère de l'Agriculture et de la Pêche en 2003, puis au sein de la cellule "Biodiversité" rattaché au ministère de l'Ecologie en 2005. En 2008-2009, il est appelé à rejoindre le cabinet de Jean-Louis Borloo, alors ministre de l'Ecologie qu'il a conseillé sur l'environnement, la biodiversité, l'agriculture et la chasse. Il était depuis 2013 (et avant la désignation du gouvernement Valls 2), conseiller "stratégies de développement durable" au cabinet de Pascal Canfin, ministre délégué au développement.
Gilles Kleitz prendra ses fonctions au sein de l'établissement public à partir du 15 octobre. Lors de sa nomination, il a notamment abordé le sujet de l'orpaillage illégal : "C'est une activité qui obère gravement le développement du territoire et c'est un véritable fléau pour les populations et l'environnement. Le Parc amazonien de Guyane doit continuer d'apporter son soutien au dispositif de lutte par son travail de diagnostic et d'alerte".