Físico estadounidense nacido en una familia de origen escocés en Illinois en 1868. Cursó sus estudios en las Universidades de Berlín y Gottingen y se doctoró en la Universidad de Columbia en 1895. Siendo estudiante, no demostró tendencia a la física, pero fue profesor de física en algunas escuelas al finalizar los estudios primarios y hasta el doctorado cuando obtuvo el título de doctor en la Universidad de Chicago.
Entre 1906 y 1911 comenzó a gestar su investigación más prestigiosa. Gracias al estudio conocido como “El experimento de la gota de aceite”, Milliki consiguió medir la carga del electrón.
A través del microscopio, el observador ve una gota de aceite sin conocer la cantidad de electrones que contiene el aceite. Millikan utilizó los rayos X para posteriormente crear el campo eléctrico y observó que esta zona afectaba a la gota de aceite. Milliki pensaba que el peso de la gota de aceite y la fuerza de arriba que genera la zona sobre la gota de aceite debían ser iguales, ya que de esta manera se puede conocer fácilmente la carga eléctrica de la gota de aceite. Si se trata de un intento repetido, se puede conocer el valor de la carga unitaria; dicho de otra manera, Milliki logró mediante este estudio conocer la carga de un electrón: 1.6. 10-19 C aproximadamente.
En 1923 fue galardonado con el Premio Nobel de Física en reconocimiento al descubrimiento de la carga del electrón y a su labor divulgativa a lo largo de su carrera.
En 1921 se hace cargo del Laboratorio Norman Bridge en el Instituto de Tecnología de California. Allí pudo conocer las investigaciones llevadas a cabo por Victor Franz Hess. Hess decía que en el espacio se produce una radiación especial y que algunos rayos que llegan a nosotros son un ejemplo de ello. Millikan llamó rayos cósmicos y esa es la terminología que utilizamos desde entonces.
Durante los últimos años de su vida pasó a estudiar el tipo de radiación que hay en las distintas capas de la atmósfera. Para ello organizó numerosas expediciones por todo el mundo, siendo las más conocidas las realizadas en India y Australia. Además, fue representante de los EEUU en las comisiones de cooperación científica entre 1922 y 1932.
Tenía 85 años cuando en 1953 Herio se fue a buscar a California.