I oktober 2016 ble han tildelt nobelprisen i fysiologi eller medisin for sin oppdagelse av mekanismer for autofagi, som er prosessen hvor celler bryter ned deler av sitt eget cytoplasma i lysosomene, er vist å beskytte mot kreft og nevrodegenerative sykdommer. Han fikk prisen for sine forsøk i 1990-årene, hvor han ved hjelp av gjærceller fant gener som cellene brukte for regulert selvødeleggelse.