Ses travaux ont porté essentiellement sur l'immunologie des cellules du sang et l'ont amené à la découverte des groupes de compatibilité tissulaire et du système dit « HLA ». Cette découverte a fait faire un progrès considérable aux greffes et transplantations d'organes, dont la réussite nécessite une compatibilité entre les tissus du donneur et du receveur. Il a aussi joué un rôle pionnier dans les recherches sur le génome humain. (Prix Nobel de physiologie et de médecine 1980.)
