Otto Stern urodził się 17 lutego 1888 roku w Sohrau, Niemcy ( obecnie Żory w Polsce), zmarł 17 sierpnia 1969 roku w Berkeley, USA. Był wnukiem bogatego kupca żydowskiego, właściciela żorskiego młyna, Abrahama Sterna.
Studia uniwersyteckie odbywał we Fryburgu, Monachium i Wrocławiu. Tytuł doktora chemii fizycznej uzyskał na Uniwersytecie Wrocławskim w roku 1912. Jego rozprawa doktorska dotyczyła ciśnienia osmotycznego dwutlenku węgla w stężonych roztworach. Miała charakter zarówno praktyczny, jak też i teoretyczny. W przyszłości ustaliła jego działalność badawczą, dzięki której sam siebie określił jako „teoretyka doświadczalnego”.
Po doktoracie przeniósł się – za Albertem Einsteinem – na Uniwersytet Karola w Pradze, a w następnym roku – na Politechnikę w Zurychu. Z powodu swojego częściowego pochodzenia żydowskiego po dojściu Hitlera do władzy w roku 1933 wyemigrował do USA. Do 1945 roku był profesorem na Carnegie Institute of Technology w Pittsburghu.
W latach 1920-tych eksperymentował ze strumieniami cząstek zwanymi wiązkami molekularnymi. Jego prace wraz z kolegą Walterem Gerlachem wykazały, że atomy są ograniczone w kierunkach i można je układać w polu magnetycznym, jak przewiduje to teoria kwantowa. W roku 1933 Stern zmierzył moment magnetyczny protonu. W roku 1943 w uznaniu jego wkładu w rozwój metody wiązki molekularnej i jego odkrycia momentu magnetycznego protonu otrzymał Nagrodę Nobla z fizyki.