Laureatosi in Fisica all'Università di Pisa nel 1922, dopo un periodo passato all'Università di Firenze, ottenne la cattedra di spettroscopia nell'Università di Roma, dedicandosi inizialmente a ricerche spettroscopiche. Tra il 1934 e il 1938 collaborò con Fermi alle ricerche sui neutroni. Nel 1939 emigrò in Canada, presso l'università di Laval di Québec, dove rimase fino al 1947 compiendo ricerche sui raggi cosmici (di particolare rilievo la prima misura diretta della vita media del muone) e di spettroscopia nucleare. Rifiutò però di collaborare al progetto nucleare e cominciò a distaccarsi dalla fisica, dedicandosi a studi naturalistici (in particolare offrendo importanti contributi in paleontologia). Nel 1947 si trasferì alla John Hopkins University di Baltimora, dove insegnò ancora fisica, ma anche geologia, paleontolgia, entomologia e botanica. In seguito si è stabilito in Belgio.