Se graduó en física en la Universidad de Harvard en el año 1887, formación que continuó en la Universidad de Estrasburgo y en la Universidad de Leipzig, donde estudió bajo la tutela del químico Wilhelm Ostwald y donde finalmente se doctoró en 1893.
Asimismo, trabajó en la National Bureau of Standards, actual Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de EE.
Sus especialidades incluían la física del suelo, los gases y sus propiedades, la acústica, la mecánica de fluidos y la radiación de cuerpos negros.
Su trabajo Studies on the movement of soil moisture, publicado en 1907, se divide en tres partes, en las que trata la evaporación de agua desde el inferior de una capa de terreno, la desecación de suelos en condiciones secas y húmedas y, por último, los flujos insaturados y los efectos de la capilaridad y las interacciones moleculares entre agua y suelo.
En esta última parte tiene su origen el concepto de potencial hídrico.