Американский физик, один из создателей квантовой электроники, член Национальной АН (с 1956 г.). Родился в Гринвилле (Южная Каролина). Окончил университет Фурмана (1935 г.) и Калифорнийский технологический институт (1939 г.). В 1939—1947 гг. работал в лаборатории Белл-телефон, в 1948—1961 гг.— в Колумбийском университете (с 1950 г.— профессор), в 1961—1966 гг.— профессор и ректор Массачусетсского технологического института, с 1967 г.— профессор Калифорнийского университета.                                                Научные работы относятся к микроволновой спектроскопии, квантовой электронике, созданию лазеров и мазеров и их применению, нелинейной оптике, радио- и инфракрасной астрономии. Независимо от советских физиков Н. Г. Басова и А. М. Прохорова разработал принципы усиления и генерации электромагнитного излучения в квантовых устройствах, создав в 1954 г. первый квантовый генератор — молекулярный генератор на аммиаке. В 1958 г. совместно с А. Шавловым предложил принцип работы лазера. Использовал лазеры для проверки с высокой точностью различных эффектов теории относительности, а также в медико-биологических аспектах. За фундаментальные исследования в области квантовой радиофизики, приведшие к созданию генераторов и усилителей нового типа — мазеров и лазеров, — Таунс вместе с Басовым и Прохоровым удостоен в 1964 г. Нобелевской премии.

Член ряда академий наук.