Estudià al Saint John's College de Cambridge i treballà, com a ajudant d’Ernest Rutherford, al laboratori Cavendish. Fou secretari d’estat per a la investigació el 1939. S'interessà pels problemes de la propagació d’ones electromagnètiques, que aplicà més tard al desenvolupament del radar. Estudià també la ionosfera, la variació de la seva densitat electrònica amb les radiacions solars i la reflexió en ella de les ones de ràdio, i hi establí una nova capa que porta el seu nom. Per aquests treballs rebé el premi Nobel de física el 1947.