Estudió física en el Politécnico de Zúrich y en la Universidad de Leipzig bajo la dirección de Werner Heisenberg. Trabajó en la Universidad de Stanford, donde fundó una escuela de física del estado sólido. Durante la guerra participó en el Proyecto Manhattan. Galardonado con el Premio Nobel de Física (1952) por el desarrollo de métodos de resonancia magnética nuclear. Fue el primer director general del CERN (1954–1955).