Han utledet den molekylære strukturen til den mye brukte metoden røntgenkrystallografi i 1950 og han utviklet flere forskjellige teorier for å kunne forklare sine obligasjoner. Senere anvendte han de samme metodene for relaterte problemer, herunder strukturen i karbohydrater der han ledet forskningen sammen med den fremtidige nobelprisvinneren Roald Hoffmann. Hans senere forskning fokuserte på det meste på atomstrukturen av proteiner, spesielt hvordan enzymer fungerer og er bygd opp.