美國物理學傢。生於紐約。1954年畢業於康奈爾大學，然後到哥本哈根大學、普林斯頓大學深造，1957年獲博士學位。1969～1973年為哈佛大學教授和史密森天體物理實驗室的高級科學傢。1980年到德克薩斯大學任教。
溫伯格的主要研究領域是基本本粒子和量子場論。他的主要貢獻是在1967年引入對稱性自發破缺機制（黑格斯機制），解釋瞭光子和中間玻色子的質量差異，在規范場理論的基礎上建立瞭電弱統一理論。由於薩拉姆也提出瞭這方面的理論，通常被稱為溫伯格–薩拉姆理論。這個理論的可重正化性後來被G.霍夫特等人所證明。這個理論所預言的中性弱流，於1973年首次在歐洲核子研究中心由實驗證實。以後有更多的實驗事實（如溫伯格角的測定）支持瞭溫伯格–薩拉姆模型。由於這項成就，溫伯格和S.L.格拉肖、薩拉姆共同獲得瞭1979年的諾貝爾物理學獎。電弱統一理論中所預言的靜止質量很大的三種中間玻色子W±和Z0已由歐洲核子研究中心分別於1983年1月和6月正式宣佈在270吉電子伏的質子–反質子對撞機SPS實驗中找到，W±和Z0的質量分別約為82吉電子伏和93吉電子伏。
此外，溫伯格還對宇宙學具有濃厚的興趣，他的名著《引力和宇宙論——廣義相對論的原理和應用》1972年出版。1978年出版的得獎科普著作《最初三分鐘》已成為全世界宇宙學愛好者喜愛的讀物。