Estudià zoologia a les universitats de Viena i de Munic. El 1912 inicià la seva carrera docent a Munic, i l’exercí també a Rostock, Breslau i Graz. Dirigeix el Zoologisches Institut de Munic. Les seves recerques sobre la conducta de les abelles el portaren al descobriment dels mitjans que utilitzen els individus de les colònies per a comunicar-se i transmetre's la informació necessària sobre l’existència, la classe, la direcció i la distància de les fonts d’alimentació (dansa de les abelles). Ha publicat els resultats dels seus experiments als llibres Aus dem Leben der Bienen (‘De la vida de les abelles’, 1927), Du und das Leben (‘Tu i la vida’, 1936), Bees (‘Les abelles’, 1950), Biologie (1952-53), Erinnerungen eines Biologen (‘Memòries d’un biòleg’, 1957) i Tanzsprache und Orientierung der Bienen (‘El llenguatge dansat i l’orientació de les abelles’, 1965). Pels seus treballs, decisius en la fundació de l’etologia animal i que obren grans perspectives al desenvolupament de l’etologia comparada, l’any 1973 li fou atorgat, juntament amb Konrad Lorenz i Nikolaas Tinbergen, el premi Nobel de medicina.