Es doctorà a la Universitat de Groninga el1879 i, posteriorment, fou professor a l'Escola Politècnica deDelft entre1878 i1882, i des d'aquell any professor defísica a la universitat de Leiden fins a la seva jubilació, l'any1923.
Influenciat pel treball del seu compatriotaJohannes van der Waals, va deduir una de les equacions d'estat aplicable als gasos, que duu el seu nom. Així mateix, va estudiar les propietatstermodinàmiques delsgasos ilíquids en una àmplia escala depressions itemperatures. El1894, va fundar el laboratori criogènic de Leiden, que actualment duu el seu nom. Va investigar els efectes del fred extrem en nombrosos gasos i metalls.
El1908, va aconseguir liquarheli a baixa temperatura per primera vegada, encara que no va aconseguir solidificar-lo, fet que es va aconseguir l'any1926 sota el guiatge del seu deixebleWillem Hendrik Keesom.
L'any1913, va ser guardonat amb elPremi Nobel de Físicaper les seves investigacions en les característiques de la matèria a baixes temperatures que van permetre la producció de l'heli líquid.
