В 1933 стал профессором физики в Технологическом институте Карнеги, позднее - почётным
доктором в Калифорнийском университете.Еще, в годы учебы Штерн устанавливает контакты с физиками и химиками того времени. Лекции А.Зоммерфельда обостряют его интерес к теоретической физике, а лекции О.Луммера и ЭПрингсхейма – к физике экспериментальной. Однако чтение работ по молекулярной теории, статистической механике и термодинамике производит на него сильное впечатление, он избирает область физической химии.
Выдающийся экспериментатор; его вклад в физику включал развитие метода молекулярных пучков, открытие спина (опыт Штерна-Герлаха), измерение атомных магнитных моментов, демонстрация волновой природы атомов и молекул, открытие магнитного момента протона.
