Fue conocido sobre todo por formular la teoría de Peccei-Quinn (con Helen Quinn), que intenta resolver el problema CP fuerte en la física de partículas.

Obtuvo una licenciatura en el MIT en 1962, un máster en la Universidad de Nueva York (NYU) en 1964 y un doctorado en el Centro de Física Teórica del MIT en 1969.

En 1984 se incorporó al Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) de Hamburgo, Alemania, como Jefe del Grupo Teórico.

Regresó a Estados Unidos en 1989 y se incorporó al cuerpo docente del Departamento de Física de la UCLA.

En los últimos 15 años, ha formado parte de numerosos consejos consultivos tanto en Europa como en EE. UU.