Graduat en matematiques a la Universitat de Harvard, es doctora a l’Institut de Tecnologia de California el 1961. Del 1963 al 1988 fou professor de fisica a la Universitat de Cornell (Ithaca, Nova York). L’any 1988 passa a la Universitat de l’estat d’Ohio, on es retira el 2008.

Demostra que els fenomens critics de les transicions de fase es diferencien de la majoria dels altres fenomens fisics pel fet que, a efecte de llurs calculs, es regeixen per escales molt diverses. Les seves descobertes son aplicables a un gran nombre de situacions fisiques.

Destaca tambe en l’estudi dels quarks, tant en l’aplicacio dels primers programes d’ordinadors com en les aportacions a la teoria quantica de la cromodinamica.

Rebe nombrosos guardons, entre els quals destaquen la Medalla Boltzmann (1975), el premi Wolf (1980), la Medalla Franklin (1982) i el premi Nobel de fisica (1982).