Il a élaboré en 1913 une théorie de la structure de l'atome intégrant à la fois le modèle planétaire de Rutherford et le quantum d'action de Planck. Cette théorie rend compte de la stabilité de l'atome ainsi que de ses propriétés d'émission et d'absorption. Il a établi le « principe de complémentarité » selon lequel un objet quantique ne peut à la fois être décrit en termes d'ondes et de particules. Réfugié aux États-Unis pendant la Seconde Guerre mondiale, il participa à la conception des premières bombes nucléaires avant de retourner au Danemark, en 1945. (Prix Nobel 1922.)