Efter en lidt tilfældig og sporadisk skolegang i den politisk turbulente tid i det tidligeSovjetunionen, begyndte Gamow sine studier på det fysisk-matematiske fakultet på Novorossysky (i dag Odessas) Universitet i 1922. Allerede i 1923 rejste han dog tilPetrograd-universitetet iLeningrad (det nuværendeSankt Petersborg), hvor han blandt andet studerede nogle år underAlexandr Friedmann. Snart vendte han sin interesse mod den nyekvantemekanik og især det nye forskningsfelt,kernefysikken, der handler om processerne iatomkernerne.

Gamow færdiggjorde sin ph.d. i 1928, og samme år rejste han til Göttingen i Tyskland. Her publicerede han sin første vigtige artikel om teorien for alfa-henfald, der involverer den kvantemekanisketunneleffekt.

Han besøgteNiels Bohrs institut i København af to omgange henholdsvis 1928-1929 og 1930-1931 afbrudt af et ophold vedCavendish-laboratoriet på Cambridge University. I disse år omhandlede hans forskning teoretisk kernefysik, heriblandtfusionsprocesser istjernernes indre.

Da Gamow vendte tilbage til Sovjetunionen fik han udrejseforbud i nogle år og arbejdede da som professor ved Leningrad-universitetet, som det nu hed. I 1932 forsøgte han at flygte med sin hustru Lyobov Vokhminzeva i kajak overSortehavet til Tyrkiet, men de måtte vende om på grund af dårligt vejr. I 1933 fik Gamow og Vokhminzeva tilladelse til at deltage i Solvay-konferencen Bruxelles, og de brugte den mulighed til at hoppe af og forlade Sovjetunionen for altid. Efter nogle måneder i Europa emigrerede de til USA.

I 1934 blev Gamow professor ved George Washington University. Her arbejdede han blandt andet sammen medEdward Teller, og de videreførteEnrico Fermis teori forbetahenfald. De påviste derved særlige udvalgsregler for betahenfald, de nu såkaldte Gamow-Teller-overgange. Efterfølgende fortsatte Gamow arbejdet med anvendelsen af kernefysikken til forklaring af en lang række astronomiske fænomener.

Under2. Verdenskrig arbejdede Gamow som konsulent for afdelingen for sprængstoffer i den amerikanske flåde, hvor han studerede chokbølgerne fra detoneringen af konventionelle sprængstoffer. Efter krigen blev han involveret ihydrogenbombe-projektet sammen med Edvard Teller, og han blev sikkerhedsgodkendt i 1948.

Samme år vendte han tilbage til sine studier af universets begyndelse ogdannelsen af grundstofferne i det tidlige univers. I den forbindelse forudsagde Gamow, at der måtte eksistere en rest af det tidlige meget varme univers i form af en kosmologisk baggrundsstråling, som blev skabt ca. 300.000 år efter Big Bang. Denne kosmologiske baggrundsstråling blev som nævnt opdaget ved et tilfælde i 1965.

I 1950'erne ydede Gamow også vigtige bidrag tilmolekylærbiologien med studier afDNA-strukturen. Fra 1956 var han professor ved University of Colorado.

Blandt sine kolleger var Gamow kendt for sin humoristiske sans. Han krydrede sit arbejde med utallige vittige og legesyge indslag og skøre ideer. For eksempel udgav han i 1948 en artikel i tidsskriftet Physical Review om oprindelsen af grundstofferne sammen med Ralph Alpher (1921-2007) ogHans Bethe. Efter sigende blev Bethe kun tilføjet som forfatter på artiklen, så de tre forfatternavne, Alpher, Bethe og Gamow, kunne rime på de tre første bogstaver i det græske alfabet, alfa, beta og gamma, som også de tre mest kendte former forradioaktivitet er opkaldt efter.

Sideløbende med sin videnskabelige karriere skrev Gamow en lang række populærvidenskabelige bøger, i hvilke han forklarede svære naturvidenskabelige emner somrelativitetsteori, kvantemekanik ogkosmologi for lægfolk. Den mest kendte bog erMr. Tompkins in Wonderland (1939, oversat til dansk somMr. Tompkins i Drømmeland, 1942).

• begyndelse
• kosmogoni
• grundstofdannelse