对相对论性量子力学的感兴趣，但并不认为它是有效的。他的不少预测都被证实存在，包括中子、介子和中子星。他最初的研究焦点在于连续光谱理论，他在1926年发表的第一篇论文是关于分子频谱的量子理论。他发明出一种计算能级跃迁概率的方法，把它应用在氢发出X光的电光效应现象上，算出的吸收系数。氢的计算结果和太阳的X光吸收光谱相符，但氦的计算结果却并不吻合。科学家多年后发现太阳的主要成分为氢，意味着欧本海默的计算一直都是正确的。欧本海默在宇宙射线理论上做过重要的贡献，并且展开了描述量子穿隧效应的工作。1931年，他和