Ông sinh ra tại Marshfield, Missouri và chuyển đến Wheaton, Illinois vào năm 1898. Thời trẻ ông nổi tiếng về thể thao hơn về trí tuệ của ông, mặc dù ông cũng đạt thứ hạng cao trong tất cả các môn học, ngoại trừ môn đánh vần. Ông chơi tốt bóng bầu dục và chạy, nhảy xa, nhảy cao, đấm bốc. Năm 1906, ông đã lập kỷ lục quốc gia cho môn nhảy cao tại Illinois.

Các nghiên cứu của ông ở Đại học Chicago tập trung vào toán học, thiên văn học và triết học. Năng lực về nghiên cứu và thể thao giúp ông giành được một xuất học bổng Rhodes của trường đại học Oxford. Tại đây ông nghiên cứu về luật học, sau đó chuyển sang nghiên cứu văn học và tiếng Tây Ban Nha. Khi trở về Hoa Kỳ, ông dạy tiếng Tây Ban Nha cho một trường trung học một thời gian. Một vài thói quen và cách ăn mặc của người Anh đã theo ông cả đời, đôi khi làm phát cáu thêm các đồng nghiệp người Mỹ của ông.

Trong Chiến tranh Thế giới lần 1, ông tham gia vào chiến đấu và nhanh chóng được thăng quân hàm thiếu tá. Sau đó, ông giải ngũ và quay trở lại vởi thiên văn học, ông làm việc tại Đài thiên văn Yerkes của đại học Chicago, tại đây ông nhận bằng tiến sĩ năm 1917 vởi luận án có tiêu đề "Photographic Investigations of Faint Nebulae". Năm 1919 ông đến làm việc tại Đài thiên văn Wilson. Ông quan sát vũ trụ qua kính viễn vọng Hooker 100 inch - loại kính viễn vọng mạnh nhất thế giới vừa được chế tạo khi đó. Tại đây ông phát hiện ra nhiều điều lý thú về vũ trụ và thiên văn.