Terral a obtenu une licence de géologie à l'Université Pierre-et-Marie-Curie en 1989, puis un doctorat en sciences de la terre à l'Université Paul Sabatier en Toulouse en 1994. De 2001 à 2006, il a travaillé pour le Centre national d'études spatiales (CNES) sur les projets Avispa et PIRATE, qui ont permis de découvrir l'existence de vastes champs de glace sous la banquise antarctique.
En 2006, Terral a dirigé une expédition au Cap Dennequin, une calotte glaciaire isolée située à 150 km du détroit de McMurdo, qui a permis de confirmer l'existence d'un lac sous la banquise. Cette découverte a été faite par le radar Airborne Topographic Mapper (ATM), monté sur un avion Hercules C-130 de l'US Navy.
En 2010, Terral a dirigé une expédition au Cap Dennequin pour tenter de confirmer la présence d'un lac sous la banquise en utilisant des sondes de profondeur. Les premiers résultats ont confirmé l'existence du lac, dont la superficie est estimée à environ 150 km2.
En 2013, Terral a dirigé une expédition au Cap Dennequin pour étudier le lac et les conditions géologiques de la région. Les résultats de cette expédition ont confirmé l'existence d'une calotte glaciaire massive située sous le lac, qui pourrait contenir des informations sur les processus de formation de la banquise antarctique.
Terral a reçu plusieurs prix et récompenses en reconnaissance de ses travaux, notamment le Grand Prix du Club Jean-Jacques Rousseau en 2007, le Grand Prix de l'Académie des sciences en 2010, le prix Buzz Aldrin d'exploration spatiale en 2013 et le prix Jacques-Herbrand pour la géologie en 2014. Il est également membre de l'Académie des technologies depuis 2013.