Katz won the Nobel for his discovery with Paul Fatt that neurotransmitter release at synapses is "quantal", meaning that at any particular synapse, the amount of neurotransmitter released is never less than a certain amount, and if more is always an integral number times this amount.
Katz memenangkan Penghargaan Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran untuk penemuannya bahwa pembebasan neurotransmiter di sinaps bersifat "kuantal"—yakni di setiap sinaps tertentu jumlah neurotransmiter yang dibebaskan tak pernah kurang dari jumlah tertentu, dan jika lebih selalu merupakan perkalian bilangan integral pada jumlah ini.