Er verlebte seine Jugend als Sohn des Landesschuldirektors für Tirol in Innsbruck und studierte dort vor allem Physik und Mathematik, wandte sich dann aber der Geophysik zu. In diesem Bereich promovierte er 1906 mit einer experimentellen Arbeit über "Gesetzmäßigkeiten in der Verteilung der verschiedenen Tropfengrößen bei Regenfällen" und habilitierte sich 1909 an der Universität Wien mit einer Arbeit über "Seespiegelschwankungen des Gardasees". 1919 wurde er Professor in Innsbruck, 1927 in Berlin und war hier gleichzeitig Direktor des Institutes und Museums für Meereskunde. 

Entscheidend für sein Lebenswerk wurde aber die Teilnahme an der deutschen atlantischen Expedition mit dem Forschungsschiff Meteor (1925-1927) zur planmäßigen Erforschung des Südatlantiks. Er übernahm nicht nur die Organisation weiterer Meteor-Expeditionen (1929-1935), sondern auch der internationalen Golfstrom-Untersuchung mit dem Forschungsschiff "Altair", sowie vor allem die Herausgabe der wissenschaftlichen Ergebnisse dieser Expeditionen. Die 1962 abgeschlossene 16 bändige Arbeit wurde zu einem Standardwerk der physikalischen, chemischen, meteorologischen, geologischen und planktologischen Ozeanographie. Nach der Zerstörung seines Berliner Instituts im zweiten Weltkrieg kehrte er 1945 wieder zu seiner alten Universität Innsbruck zurück.

Zwölf Bücher, vier große Werke als Herausgeber und rund 200 Abhandlungen sind die wissenschaftliche Hinterlassenschaft eines Gelehrten, der mit seinen vielseitigen Fähigkeiten das Zusammenspiel der verschiedenen Faktoren in Theorie und Beobachtung meisterhaft handhabte.