Physicien américain connu pour la mise au point d'un système de bombardement par radar.

Townes fit ses études à l'université Furman de sa ville natale de Greenville, en Caroline-du-Sud, à Duke et au California Institute of Technology où il termina son doctorat en 1939. Pendant la Seconde Guerre mondiale, et pour quelques années encore, il travailla au laboratoire de la Bell Telephone, concevant des systèmes de bombardement par radar et des appareils de navigation ; il fut le premier à se pencher sur les ondes micrométriques des spectres gazeux. En 1948, il rejoignit Isidor Isaac Rabi à l'université Colombia, où il développa ses études des micro-ondes sur la structure de l'atome, ce qui le mena à conceptualiser un appareil qui pourrait produire des micro-ondes de grande intensité. Il fut professeur au Massachusetts Institute of Technology (1961-1967) et à l'université de Californie à Berkeley (1967-1986). En 1951, il eut l'idée d'utiliser des molécules d'ammoniac à haute énergie comme source de micro-ondes. Des molécules gazeuses d'ammoniac étaient "excitées" en leur fournissant de l'énergie soit électriquement, soit thermiquement. Puis, en les exposant à un faible rayon de micro-ondes de la même fréquence, les molécules d'ammoniac excitées seraient poussées dans une sorte de réaction en chaîne à émettre leur propre rayonnement de micro-ondes. L'histoire raconte que l'idée lui serait venue tôt le matin, assis sur un banc dans un parc de Washington, quelques calculs rapides sur le dos d'une enveloppe lui ayant montré que c'était possible. Ses collaborateurs appelèrent cet appareil un "maser", c'est-à-dire "microwave amplification by stimulated emission of radiation". Il fut opérationnel en 1953. Des masers à l'état solide furent construits par Townes et d'autres personnes. Finalement, le maser conduisit au laser. Townes partagea le prix Nobel de physique en 1964 avec Nikolaï Gennadiyevich Bassov et Aleksandr Mikhaïlovitch Prokhorov pour leur contribution à l'électronique quantique. En 1968, il découvrit avec ses collaborateurs les premières molécules dans l'espace interstellaire (ammoniaque et eau).

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