Estudià física i química a la Universitat de Göttingen, on es doctorà el 1951. El 1958 s’incorporà a l’Institut Max Planck de física química a Göttingen, del qual fou nomenat director l’any 1964. El 1962 li fou atorgat el premi Otto Hahn, i el 1967, conjuntament amb R.G. Norrish i G. Porter, el premi Nobel de química pels seus treballs sobre l’estudi dels mecanismes de reacció. Treballà també en el camp de l’anàlisi d’enzims, teoria evolutiva i genètica de poblacions.