古生物を扱う分野において、ミッシングリンク（失われた環/鎖）とは、進化の途上に位置する、発見されていない中間形の化石のことを指す。ただし学術用語ではない。学術的には「未発見の中間型化石」などと呼ぶ。通常、古生物の化石は進化過程のうちの一部分しか発見されず、ゾウやウマのように各進化段階で多くの化石が発見され、進化の様子がはっきりしているものは例外的である。生息した時代が古い種は化石が発見されにくく、ミッシングリンクになりやすい。一方クジラやコウモリのように、比較的時代が新しい種でも、その属する綱（この場合は哺乳綱）の基本型から大きく外れた形態のものは、両者をつなぐ中間的な形の化石がほとんど出ず、ミッシングリンクを生じる例が多い。これは往々にして進化論の疑問点ないし急所として反進化論者の攻撃対象になる。それに対する一つの反論は、「陸棲生物が水棲生活や飛翔生活に適応するなどの大きな進化は、地理的条件などによって隔離された比較的小さな集団内で起こり、新しい適応的遺伝形質も短期間で集団全体に広がる。そのため、変化した系統と元になった系統の接点となる種の化石は個体数・生息した地域・時期が限定されるので発見されにくい」というものである。ある生物の中間型化石が見つかっていないから、またある生物の断片的な中間型化石がいくつか見つかったからという理由で、進化論全体の妥当性を判断することはできない。進化論の証拠物件の一つである中間型化石も、他の分野の科学の証拠物件と同様、科学的方法で（この場合は統計的な有意性という観点で）扱われるべきである。人類は類人猿の中から500〜600万年前に分岐して直立二足歩行するように進化したと考えられている系統であるが、分岐の直後については化石証拠が乏しくミッシングリンクとされている。また、どのような環境に適応して進化の途についたのかも諸説あり結論を得るには至っていない。ダーウィンが進化論を発表した1859年当時は、進化の過程を裏付けるサルと人類の間の中間種の化石が発見されていなかった。ダーウィンは、1871年に発表した著書の中で「将来、必ずヒトとサルを結ぶミッシングリンクが発見されるに違いない」と述べており、その後の発掘調査によって猿人（アウストラロピテクス）、ジャワ原人や北京原人（ホモ・エレクトス）、ネアンデルタール人、クロマニヨン人などの化石人類が発見されている。20世紀末には分子生物学の進歩により、人類は500 - 600万年前頃にチンパンジーの祖先と分岐した可能性が示唆されており、またこの時期に近い時代のものと推定されるオロリン、サヘラントロプスなどの化石も発掘されている。
1941年4月、戦時中のアメリカ国防研究委員会(NDRC)の委員長であるヴァネヴァー・ブッシュはNDRCのウラン計画について報告するためにコンプトンが委員長を務める特別委員会を設立した。1941年5月に提出されたコンプトンの報告書で、ウラン235や直近に発見されたプルトニウムを使用する放射能兵器、船舶の原子力推進、核兵器の開発の見通しを予測した。10月、原子爆弾の実用性に関する別の報告書を書いた。この報告書作成にあたり、エンリコ・フェルミと協力してウラン235の臨界量の計算を行い、20キログラム (44 lb)と2トン (2.0 LT; 2.2 ST)の間と控えめに見積もった。ハロルド・ユーリーとウラン濃縮の見通しについて議論し、ユージン・ウィグナーと原子炉でプルトニウムがどのように生成されるかについて話し、Robert Serberと原子炉で生成されるプルトニウムがウランからどのように分離できるかについて話した。11月に提出された報告書では、爆弾は実行可能であると述べたが、その破壊力についてはマーク・オリファントやイギリスの同僚よりも保守的であった。コンプトンの11月の報告書の最終草案ではプルトニウムの使用についての言及がないが、最新の研究についてアーネスト・ローレンスと話した後、コンプトンはプルトニウム爆弾も実行可能であると確信した。12月、プルトニウム計画の担当となった。1943年1月までに制御連鎖反応を達成し、1945年1月までに爆弾を所持することを望んだ。この問題に取り組むために、コロンビア大学、プリンストン大学、カリフォルニア大学バークレー校でプルトニウムと原子炉設計に取り組んでいる様々な研究グループをシカゴの冶金研究所に集めた。この目的はウランをプルトニウムに変換する原子炉を製造し、プルトニウムをウランから化学的に分離する方法を見つけ、原子爆弾を設計および造ることであった。1942年6月、アメリカ陸軍工兵司令部が核兵器計画の管理を引き受け、コンプトンの冶金研究所はマンハッタン計画の一部になった。同月、コンプトンはロバート・オッペンハイマーへ爆弾設計の責務を与えた。成功した原子炉はまだ建設されていなかったが、冶金研究所の科学者が考案したさまざまな種類の原子炉設計のどれを追求すべきか決定するのはコンプトンの責任であった。労働争議により冶金研究所のRed Gate Woodsに位置する新たな拠点の建設が遅れたとき、Stagg Fieldのスタンドの下に最初の原子炉であるシカゴ・パイル1号を建設することを決定した。フェルミの指示の下、1942年12月2日に臨界に達した。コンプトンはMallinckrodtがウラン鉱石の精製に着手し、デュポンがテネシー州オークリッジでプルトニウムのパイロットプラントを建設するよう手配した。1943年7月にプルトニウムの計画に大きな局面が生じた。このときエミリオ・セグレのグループがオークリッジのX-10黒鉛炉で生成されたプルトニウムが高レベルのプルトニウム240を含むことを確認した。その自発核分裂により、ガンバレル型核兵器でプルトニウムを使うことは不可能となった。オッペンハイマーのロスアラモス研究所は爆縮型の核兵器を設計・製造することによりこの課題を対処した。コンプトンは1944年9月にハンフォード・サイトで初の原子炉が作動するのを見た。ウランスラグの最初のひとかたまりは1944年11月にハンフォードの原子炉Bに供給され、1945年2月にプルトニウムのロスアラモスへの出荷が開始された。コンプトンは戦時中ずっと卓越した科学顧問及び理事であった。1945年、ローレンス、オッペンハイマー、フェルミとともに日本に対する原子爆弾の軍事使用を勧める科学パネルに参加した。マンハッタン計画への貢献に対してMedal for Meritを授与された。