Es doctorà en química a la Universitat de Yale el 1940. La seva carrera professional s’inicià al món empresarial, on treballà fins el 1967, quan obtingué una plaça de professor de ciències aplicades i química a Yale. Des de la seva jubilació, l’any 1987, fou professor emèrit en aquesta universitat i posteriorment fou professor d’investigació a la Virginia Commonwealth University, a Richmond (Virgínia).
El 1988 desenvolupà la tècnica d’ionització per electroesprai (ESI, Electrospray Ionization), que permet aplicar l’espectrometria de masses a l’anàlisi de mostres de macromolècules biològiques. En l’ESI, hom parteix d’una solució de proteïna de la qual s’obtenen petites gotes carregades elèctricament. A causa de l’evaporació de l’aigua, es redueix el volum de la solució i només en queden els ions, la massa dels quals es calcula a partir de la mesura del temps que necessiten per a recórrer una distància determinada i de la magnitud del camp elèctric que s’ha de fer servir per a accelerar-los. L’any 2002 fou guardonat amb el premi Nobel de química juntament amb el japonès Koichi Tanaka i el suís Kurt Wüthrich.