Советский биогеохимик, академик АН СССР (с 1953), ее вице - президент с 1967. Ученик В. И. Вернадского.Родился в Петербурге. Окончил одновременно Военно - медицинскую академию и химический факультет Ленинградского университета (1924). В 1925-1928 работал в Военно - медицинской академии, с 1928 - в Комиссии по изучению естественных производительных сил России АН СССР, в 1928 -1947 - в Лаборатории геохимических проблем АН СССР (с 1945 - директор). В 1947-1975 - директор института геохимии и аналитической химии АН СССР, с 1953 - также зав. кафедрой геохимии Московского университета.

Основные научные работы посвящены изучению закономерностей распределения химических элементов в земной коре, происхождению солевой массы океана, геохимическому описанию редких элементов, вопросам фотосинтеза, эволюционной химии, космохимии. совместно с Вернадским заложил основы биогеохимии. Разработал новое направление в геохимии -геохимию изотопов. Химический состав организмов считал видовым признаком, сформированным в процессе эволюции органического мира. Развил учение о биохимических провинциях и описал связанные с ними биохимические эндемии растений и животных. Разработал биохимический метод поисков полезных ископаемых. Разработал представление о химической эволюции Земли. Внес большой вклад в изучение химизма фотосинтеза. Методом меченых атомов доказал (1941, совместно с Р. Л. Тейсом и С. Рубеном), что кислород, выделяемый при фотосинтезе растениями, образуется за счет фотолиза воды, а не за счет углекислого газа или других окислителей. Большое внимание уделял вопросам охраны окружающей среды. Возглавлял Совет АН СССР по проблеме «Человек и биосфера».

Иностранный член ряда зарубежных академий наук. Участник Пагуошских конференций ученых-борцов за мир (1958). Дважды Герой Социалистического Труда (1949, 1975). Премия им. В. И. Ленина (1934). Государственные премии СССР (1949, 1951).