Alumne de Max Planck, fou professor a la Universitat de Giessen (1930-32) i director de l’institut de física de Heidelberg (1932-34). Desenvolupà la tècnica de les mesures amb el comptador Geiger tot introduint el mètode de les coincidències per a mesurar la direcció de les radiacions còsmiques, i el 1930, en col·laboració amb H.Becker, descobrí unes radiacions de gran poder de penetració que foren posteriorment identificades com a grups de neutrons. Col·laborà en la construcció del primer ciclotró alemany (1944). Els seus treballs li valgueren el premi Nobel de física de l’any 1954, que compartí amb Max Born.