Dirac equation
حقق أوبنهايمر إنجازات كبيرة كفيزيائي نظري. تنبأ في البحث الذي نشره عام 1930 حول معادلة ديراك بوجود البوزيترون. واستطلع في بحث نشره عام 1938، كتبه بالتعاون مع روبرت سيربر، خصائص النجوم البيضاء القزمة. وأعقب ذلك بحث كتبه بالتعاون مع أحد طلابه، وهو جورج فولكوف، شرحا فيه أنه هناك حد لكتلة النجوم ستغدو بعده غير مستقرة كنجوم نيوترونية وستخضع لانهيار جاذبيتها، سمي هذا الحد آنذاك بحد تولمان-أوبنهايمر-فولكوف.