Fou professor de genètica a la Universitat de Wisconsin i a la de Stanford. Juntament amb N.D. Zinder, descobrí la transducció bacteriana i féu experiències decisives sobre recombinació genètica, fent actuar ADN lliure sobre determinats virus i bacteris. El 1958 rebé el premi Nobel de medicina pels seus treballs sobre genètica bacteriana. Fou un dels capdavanters de la biologia espacial, i estudià les possibilitats de vida en altres planetes.