Es doctorà en física al Massachusetts Institute of Technology (1976). És investigador al National Institute f Standars and Technology i professor de la Universitat de Maryland.
L’any 1996 li fou concedida la medalla Albert A. Michelson pel Franklin Institute. El 1997 rebé el premi Nobel de física pel desenvolupament del refredament i captura d’àtoms per làser, compartit amb Claude Cohen-Tannoudji i Steven Chu.