Estudià a les universitats de Cornell i Harvard. Després d’una estada a Copenhaguen (1958-60), on feu recerques sobre física teòrica, tornà als EUA, on ha continuat treballant al California Institute of Technology i a les universitats de Stanford, Berkeley i Harvard sobre el model del camp electrofeble, que donà a conèixer el 1960. El 1979 compartí amb Steven Weinberg i Abdus Salam el premi Nobel de física.