タッチパッドは、外観上の変化は少ないものの、コンピュータにインストールされた専用のデバイスドライバと連携し、多くの操作機能が追加されてきた。初期の製品はパッド上もしくは指に付着した水分や汚れにも過敏に反応し、誤動作するという問題があった。のちに改良が加えられ、この問題は解消されつつある。第一世代のものは、単にマウスポインターを動かすための機能しかなかった。第二世代では、パッド表面を指で軽くたたくという動作を、マウスクリックとして扱うタップと呼ばれる機能が盛り込まれ、これは代表的な機能として、ほとんどの機種で利用できる。 ただし、それと共に走行中の自動車や電車の中では、本体と手の揺れによって"意図せずクリックする"・"パッド上のクリック位置がずれる"・"指を放す過程でポインターが移動し、別途ボタンで目的の位置をクリックすることも困難"といった状況がおきる。第三世代では、パッド右端や上端をなぞると、それぞれ縦や横スクロールが可能な製品が生まれ、ホイールパッドと呼ばれる円形のパッドを採用するLet'snoteでは、周囲を一回りになぞると同様の操作ができる。2005年、アップルは、2本の指でなぞることで上下・左右・斜め方向へと自在にスクロールする機能を開発し、スクロールトラックパッドとしてPowerBook G4やiBook G4に搭載した。2008年以降のMacBook Air, MacBookやMacBook Proのマルチタッチトラックパッドは、3本指や4本指にも対応しており、スクロールのほか画像の拡大・縮小や回転、Exposéの利用やアプリケーションの切り替えなど、複合的な機能が一つのトラックパッドに組み込まれている。その後、同じような機能を搭載した他社製ノートパソコンも登場している。2015年3月に、アップルが発売開始したMacBookとMacBook Proには、マルチタッチトラックパッドの全機能に加え、圧力を感知し、振動フィードバックが行えるハプティクス対応の感圧タッチトラックパッドが採用されている。
サウスカロライナ州のグリーンビルに生まれる。父は弁護士だった。グリーンビルのファーマン大学に進学し、物理学と現代語の学士号を取得し、1935年に19歳で首席で卒業。大学2年生のときに初めて物理学を学び、その「美しく論理的な構造」に魅了されるようになった。また博物学にも興味を持ち、ファーマン大学時代には博物館のキュレーターを務め、夏には同大学生物学部門のために生物採集を行った。他にも、水泳部、大学新聞、フットボール部など様々な活動に参加していた。1936年にデューク大学で物理学の修士号を取得後、1939年にカリフォルニア工科大学大学院で学位を得た。学位論文のテーマは同位体分離とスピン角運動量だった。ベル研究所のスタッフとなり、1947年までベル研究所で働いた。第二次世界大戦中はレーダー爆撃システムの設計に従事し、関連技術の特許をいくつか取得した。そこから、軍事レーダー技術のマイクロ波技術を分光法に適用し、原子や分子の構造を解析する新たな手段や電磁波を制御する新たな基盤にできるのではないかと考えた。1948年コロンビア大学に移り、マイクロ波物理学、特にマイクロ波と分子の相互作用を研究し、分子・原子・原子核の構造解析にマイクロ波スペクトルを利用した。1951年、メーザーのアイデアを思いつき、数カ月後からアンモニアガスを媒体とする装置の開発を開始した。1954年初め、誘導放出による電磁波の発生と増幅が初めて得られた。タウンズらはこれを「メーザー (mesar)」と名付けたが、それは "microwave amplification by stimulated emission of radiation"（放射の誘導放出によるマイクロ波増幅）の頭字語である。1958年、義弟のアーサー・ショーローと共にメーザーを可視光や赤外線の範囲でも実現できることを理論的に示し、具体的にどのようなシステムで実現できるかを提案した。これが「レーザー」すなわち "light amplification by stimulated emission of radiation"（放射の誘導放出による光増幅）に関する最初の論文である。他にも非線形光学、電波天文学、赤外線天文学の分野の研究も行った。星間物質として初めて複雑な分子（アンモニア分子、水分子）を検出し、銀河系中心部のブラックホールの質量を初めて測定した。コロンビア大学では物理学の当初準教授だったが、1950年に教授になっている。1950年から1952年までコロンビア放射線研究所の所長を務め、1952年から1955年までは物理学部門の主任教授を務めた。1959年から1961年までコロンビア大学を離れ、11の大学が共同運営しアメリカ政府に助言しているワシントンD.C.の非営利組織防衛分析研究所の副所長を務めた。1961年、マサチューセッツ工科大学の学長兼物理学教授に就任。学長として同大学の教育および研究プログラム全般の監督責任を担うことになった。1966年には同大学の研究所教授となり、同年末までに学長の職を退いて研究に専念するようになった。このころの研究分野は量子エレクトロニクスと天文学である。1967年にはカリフォルニア大学教授（ユニバーシティ・プロフェッサー）に就任。同大学の各キャンパスの教育、研究全般に関与するようになったが、本人はバークレー校に在籍している。1955年から1956年まで、グッゲンハイム・フェロー (en) とフルブライト講演者としてパリ大学と東京大学で過ごしている。Sigma Xi のために各地で講演もしており、ミシガン大学などの夏季コースで教えたりしている。1963年秋にはトロント大学で講義を行い、2002年から2003年にもドイツやインドで講義を行った。ノーベル賞だけでなく、宗教についての賞であるテンプルトン賞も受賞しており、他にも多数の賞を受賞。各地の大学から27もの名誉博士号を授与されている。タウンズは政府機関のさまざまな科学委員会の委員も務め、学会でも活躍している。例えば、アメリカ大統領の科学諮問委員会の委員兼副委員長、有人月着陸計画の諮問委員会の委員長、国防省のピースキーパーミサイルに関する委員会の委員長などを務めた。ゼネラルモーターズやパーキンエルマーの取締役も務めている。近年は、バークレーに住んでいた。1941年結婚し、4人の娘をもうけた。2015年1月27日に99歳で死去。