หลังจากจบจากฮาร์วาร์ดทางเคมี ก็ไปเรียนต่อสายฟิสิกส์ หลังจากนั้นเขาทำงานที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียที่เบิร์กลีย์ และ Caltech (The California Institute of Technology) ออพเพนไฮเมอร์ทำงานสำคัญด้านฟิสิกส์จำนวนมาก ผลงานของเขามีด้านดาราศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป, รังสีคอสมิค, quantum electrodynamics, quantum mechanics และฟิสิกส์นิวเคลียร์