Es doctorà a la Universitat de Munic (1910) i ocupà la càtedra de física a les universitats de Zuric, Utrecht, Göttingen i Leipzig. El 1940 s’exilià als EUA, on fou nomenat professor de la Cornell University, Ithaca (Nova York). Estudià la teoria de les dissolucions de sals, els moments dipolars i l’estructura molecular. Estengué la idea de la ionització de les sals en dissolució d’Arrhenius a l’estat sòlid cristal·lí, investigà el cas de les solucions concentrades i determinà de forma quantitativa el nivell d’associació existent entre les molècules de solut i les de dissolvent. Els seus treballs sobre la polaritat elèctrica de les molècules li valgueren el premi Nobel de química l’any 1936.