Doktorat w dziedzinie matematyki i fizyki uzyskał w roku 1903 na Uniwersytecie Fryderyka Wilhelma w Berlinie, gdzie zajmował się badaniami do roku 1904.
Był w latach: 1909–1912 – wykładowcą termodynamiki na Uniwersytecie Ludwika i Maksymiliana w Monachium 1912–1914 – profesorem fizyki na Uniwersytecie Zuryskim 1914–1916 – profesorem fizyki na Uniwersytecie Johanna Wolfganga Goethego we Frankfurcie 1919-1943 – profesorem fizyki na Uniwersytecie w Monachium oraz dyrektorem Instytutu Fizyki Teoretycznej na Uniwersytecie Fryderyka Wilhelma w Berlinie 1951–1958 – profesorem fizyki na Uniwersytecie Jerzego Augusta w Getyndze i dyrektorem Instytutu Maxa Plancka w Berlinie.
Był uczniem lub współpracownikiem wybitnych naukowców, między innymi matematyka Davida Hilberta oraz fizyków: Alberta Einsteina, Maxa Plancka i Arnolda Sommerfelda. Nagrodę Nobla otrzymał w roku 1914 za odkrycie zjawiska dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego w kryształach, dokonane w roku 1912. Należał do grupy naukowców, którzy wnieśli istotny wkład do wiedzy na temat wpływu pola magnetycznego na nadprzewodnictwo.