Ia memulai penelitian independen di Universitas Minnesota mengenai mekanisme enzimatik. Sejak tahun 1963 ia menjadi profesor di Jurusan Kimia dan Biokimia di UCLA. Pada tahun 1965, ia menjadi direktur pendiri Lembaga Biologi Molekuler di UCLA dan organisasi program PhD antarjurusan. Organisasi ini tak mengurangi kreativitas dan keaslian program penelitian, yang menciptakan 3 postulat untuk mekanisme pengikatan sintesis adenosin trifosfat (ATP), bahwa masukan energi bukan terutama digunakan untuk membentuk ATP namun untuk mempercepat pengikatan fosfat dan sebagian besar pelepasan ATP yang diikat kuat; yang ketiga situs katalis identik itu mengalami dorongan dan perubahan ikatan sekuens; dan bahwa perubahan ikatan subunit katalis, yang secara bulat tersusun di permukaan enzim, digerakkan oleh perputaran subunit dalam yang lebih kecil. Boyer dan John E. Walker menerima Hadiah Nobel Kimia pada tahun 1997 « untuk penemuan mekanisme enzimatik yang mendasari sintesis adenosin trifosfat (ATP) » [1]
