S'especialitzà en la recerca de sistemes constructius basats en elements prefabricats i aconseguí innovacions tecnològiques com les cúpules geodèsiques, de malla tubular hexagonal o pentagonal, entre les quals es destaquen la del jardí botànic de Saint-Louis (1959), la del pavelló dels EUA a la fira de Moscou (1961) i a la fira de Mont-real, la més gran (1967). Dissenyà la Dymaxion House (1927), casa seriable, autoportant i transportable per dirigible, fundà la Structural Study Associates (1929), dedicada a posar en contacte la nova tècnica amb la indústria i, a la Dymaxion Transports (1933-35), produí un automòbil i un avió de línies aerodinàmiques, el disseny dels quals ha estat després utilitzat en tota la indústria del transport.