Studiował medycynę we Frankfurcie nad Menem , Monachium , Kilonii , Fryburgu Bryzgowijskim i Tybindze. W 1967 roku na Uniwersytecie Wisconsin uzyskał stopień doktora. Następnie przeniósł się na Uniwersytet Rockefellera w Nowym Jorku, na którym w 1992 roku został mianowany profesorem zwyczajnym.
Prowadził badania nad transportem cząsteczek białek przez błony wewnątrzkomórkowe. Był współautorem teorii (tzw. hipoteza sygnałowa), według której, każde nowo powstałe białko ma na jednym końcu dodatkową, krótką sekwencję aminokwasów, umożliwiającą mu przemieszczenie się przez błonę.
W 1999 roku otrzymał Nagrodę Nobla za badania nad mechanizmem i identyfikacją wewnętrznych sygnałów kierujących transportem i lokalizacją białek w komórkach.
W 2000 roku Uniwersytet Karola w Pradze przyznał mu tytuł doktora honoris causa.
