Obtuvo junto a Richard Axel el Premio Nobel en Fisiología o Medicina de 2004 por sus trabajos sobre los receptores olfativos.

Tres de sus publicaciones sobre receptores olfativos en las revistas Nature, PNAS y Science fueron retractadas en 2008, 2010 y 2010 respectivamente [3] 1000 v.buck En 1980, Buck comenzó una investigación posdoctoral en la Universidad de Columbia con el Dr. Benvenuto Pernis (1980–1982).

[11] Para ello, Buck y Axel clonaron receptores olfativos, demostrando que pertenecen a la familia de los receptores acoplados a proteína G. Al analizar el ADN de la rata, estimaron que había aproximadamente 1.000 genes diferentes para los receptores olfativos en el genoma de los mamíferos.

[16] [17] Esta investigación abrió la puerta al análisis genético y molecular de los mecanismos del olfato .

En su trabajo posterior, Buck y Axel han demostrado que cada neurona receptora olfatoria solo expresa un tipo de proteína receptora olfatoria y que la entrada de todas las neuronas que expresan el mismo receptor es recolectada por un solo glomérulo dedicado del bulbo olfatorio .

[18] En 2005, recibió el premio Golden Plate Award de la American Academy of Achievement.