Graduat en química i física al McPherson College el 1957 i doctorat en química per l’Iowa State University (1962), féu estudis de postdoctorat amb Clifford G. Shull al Massachusetts Institute of Technology i al Quantum Chemistry Institute de Gainesville, Florida. Després d'exercir la docència en diferents universitats, el 1985 entrà a la Universitat de Califòrnia, a Santa Barbara.
La seva recerca se centra en la síntesi i la caracterització de materials porosos, l’assemblatge de molècules orgàniques i inorgàniques i els processos químics associats a l’aprofitament eficient dels recursos, com ara la catàlisi i els processos de separació. Autor de més de 500 articles, li han estat concedides més d’una desena de patents. És membre de nombroses institucions de recerca i entre altres guardons ha rebut el premi Alexander von Humboldt (2000), el premi de l’American Chemical Society en química de materials (2002) i el premi Príncipe de Asturias de les ciències (2014, compartit amb Avelino Corma i Mark E. Davis), entre d’altres.