Graduat a la seva ciutat natal, el 1933 es doctorà en bioquímica a la Universitat d’Edimburg. El 1936 emigrà als EUA, on, després de treballar en diverses universitats, del 1952 al 1981 féu recerca i exercí la docència a la Universitat de Berkeley. Estudià els mecanismes i les funcions biològiques de les proteïnes, els àcids nucleics, la mutagènesi i la modificació dels àcids nucleics i les proteïnes (RNA). Demostrà la funció infectiva dels àcids nucleics en els virus, separant-ne les proteïnes i posteriorment, reconstituint-los. De les seves nombroses publicacions, destaquen Design and Function at the Threshold of Life: The Viruses (1962), i la sèrie Comprehensive Virology (1974-84, 19 vols). Rebé nombrosos guardons i fou membre de l’Acadèmia Americana de Ciències.