Estudià a Cambridge i després a Princenton (EUA). Amb Fred Hoyle, descobrí l’hidrogen interestel·lar (1939) i als primers anys quaranta explicà la generació d’energia estel·lar a partir de principis de la física nuclear. El 1945 fou nomenat catedràtic de la Universitat de Cambridge. Feu també algunes aportacions en geofísica, entre les quals la demostració de l’estabilitat de les masses líquides en rotació, que aplicà al nucli de la Terra, i proposà una controvertida teoria sobre la formació de les muntanyes. Estudià també els cometes. És autor, entre d’altres, de The Comets and their Origin (1953), The Stability of Rotating Liquid Masses (1953), The Modern Universe (1956) i Rival Theories of Cosmology (1960), Mysteries of the Solar System (1968) i The Earth and its Mountains (1982), a més de col·laborar a la Cambridge Encyclopedia of Astronomy (1977).