Alumno aventajado, estudió en el Tufts College de la Universidad de Harvard y en el Instituto de Massachussetts de Tecnología (MIT), donde comenzó a desarrollar sus primeros inventos y más tarde ejercería como profesor. Sus trabajos se centran en materia de defensa. Durante la Primera Guerra Mundial, pertenece al Consejo de Investigación Nacional (NRC), donde trabaja en el desarrollo de sistemas de detección de submarinos. En 1922 funda la American Appliance Company convertida más tarde en Raytheon, que se ocupa de la seguridad ciudadana frente a peligros externos.
En 1939 llega a la presidencia del Carnegie Institute de Washington y es nombrado director del National Advisory Committee for Aeronautics. Dos años después, el propio Roosvelt le nombra director de la Office of Scientific Research and Development, gestionando a más de 6000 científicos entre cuyos proyectos destaca la creación de la Bomba Atómica, durante la Segunda Guerra Mundial.
Su primer invento, de enorme repercusión, fue la primera computadora analógica, llamada analizador diferencial. Lo desarrolló en torno a 1930 en el MIT y era capaz de realizar ecuaciones diferenciales de hasta 18 variables. En un primer momento se encargaba de resolver problemas en las redes eléctricas, pero una segunda versión mejorada, que saldría a la luz en 1942, fue orientada a la resolución de ecuaciones balísticas para la Marina estadounidense.
En 1945 publica su conocido articulo “As we may think”, donde imagina la llegada de ciertos dispositivos que hoy en día son una realidad. Se describía una máquina pensante que realizara ciertos cálculos, es decir, una calculadora, o el vocoder, una máquina que tradujese información oral en escrita mediante el dictado, que en la actualidad existe como software. Pero su logro más importante e influyente para etapas posteriores en el desarrollo de Internet, y concretamente del hipertexto, fue el Memex, un dispositivo en el que se almacenarían todo tipo de datos y el usuario podría consultarlos de forma rápida y directa a través de rutas ya mecanizadas entre la distinta información disponible. Pese a que no se llegó a desarrollar, serviría de base para los trabajos de destacados investigadores como Douglas Engelbart, pionero de la interacción persona-máquina; Ted Nelson, que acuñó los términos hipertexto e hipermedia o el propio Tim Berners Lee, el padre de la Web.
