罗伯特·奥本海默在理论天文学、核物理、光谱学和量子场论(包括量子电动力学)等方面都做出一定的工作。他与马克斯·玻恩波提出了描述分子波函数(molecular wave functions)的玻恩—奥本海默近似法(Born–Oppenheimer approximation) 。
罗伯特·奥本海默最初的研究焦点在于连续光谱理论，他在1926年发表的第一篇论文是关于分子频谱的量子理论。他发明出一种计算能级跃迁概率的方法，把它应用在氢发出X光的电光效应现象上，算出K缘的吸收系数。氢的计算结果和太阳的X光吸收光谱相符，但氦的计算结果却并不吻合。科学家多年后发现太阳的主要成分为氢，意味着他的计算一直都是正确的 。
罗伯特·奥本海默在宇宙射线理论上做了一些工作，并且展开了描述量子隧穿效应的工作。1931年和学生哈维·霍尔(Harvey Hall)一起发表《电光效应的量子理论》，通过实验证据正确地推翻了狄拉克所提出的氢原子其中两个能级能量相同的主张 。
罗伯特·奥本海默和他的博士生梅尔巴·菲利浦斯对氘核轰击所产生的人工放射性做过计算。1935年，他们得出了一套更加强大的新理论，称为奥本海默—菲利浦斯过程(Oppenheimer–Phillips process) 。
1930年末，罗伯特·奥本海默开始研究天体物理学，1938年和罗伯特·瑟伯尔联名发表，名为《论中子恒星核的稳定性》探讨了白矮星的性质 。接着，他和学生乔治·沃尔科夫发表的《论大质量中子星核》证明稳定的中子星有一定的质量极限，一旦超过，就会发生引力坍缩，这就是所谓的托勒曼—奥本海默—沃尔科夫(Tolman–Oppenheimer–Volkoff) 。1939年，他和学生哈特兰·史奈德发表《论持续不停的引力相吸》预测了黑洞的存在 。
罗伯特·奥本海默在担任曼哈顿计划主任期间，除了处理宏观战略和具体战术问题外，他还指导三千多人在不同地点进行绝密研究 。
本名尤利乌斯·罗伯特·奥本海默(Julius Robert Oppenheimer)，1904年出生于美国纽约，除了出名的物理学领域外，在理论天文学、光谱学和量子场论等都有所成就。
他对第二次世界大战有着巨大的影响力，在美国加入二战初期，奥本海默便被时任总统批准加入曼哈顿计划，负责研发、设计原子弹，并于1945年7月16日于新墨西哥州参与知名的三位一体体试验。结束第二次世界大战的两颗原子弹「小男孩Little Boy」、「胖子Fat Man」皆由他主导研发。
《奥本海默》电影中有个小彩蛋，就是奥本海默手里拿的名为《荒原》的书曾经出现在了星际穿越的书架上。
《奥本海默》听证会上的希尔是：科学家(现实有原型)。
《奥本海默Oppenheimer》并不是一部阖家观赏的娱乐片，相较之下更像具历史背景的《纸牌屋》，剧情以许多对话串联起来，一句话都不容错过，对白间暗藏玄机。克里斯托弗·诺兰Christopher Nolan对于光影和影像传达资讯这件事非常在行，就像《盗梦空间Inception》、《星际穿越Interstellar》一样，以特殊的方式渲染角色的心境，每个观影人都有各自的解读。在彩色与黑白的时间跳跃中，同样能看出导演与编剧的巧思，十分精密且精准的衔接所有发生的事情，前因后果慢慢抽丝剥茧放到观众面前，令人惊叹。