Cursó también los estudios de filosofía y fue profesor de física en las universidades de Minnesota, Saint Louis y Chicago. Realizó importantes trabajos sobre las radiaciones, concretamente sobre los rayos X y su interacción con la materia, que le llevaron al descubrimiento del llamado efecto Compton, de gran interés en la comprensión de los fenómenos de la mecánica cuántica. 

    Por su notable labor recibió, junto con C.Th.R. Wilson, el premio nobel de física en 1927.