Es doctorà a la Universitat de Stanford i des del 1984 treballa a la Universitat de Colorado a Boulder. El seu interès principal és l’espectroscòpia làser aplicada a problemes fonamentals de la física. L’estiu del 1995, en col·laboració amb E.A.Cornell, obtingué el primer condensat de Bose-Einstein en un vapor d’àtoms de rubidi mitjançant tècniques basades en llum làser. Aquest descobriment el féu mereixedor del premi Nobel de física del 2001. Es tracta d’un nou estat de la matèria en què els àtoms del vapor es troben tots en un mateix estat quàntic i, per tant, es comporten de forma coherent, com una única partícula.