Ως μαθητής, ο Rohrer ενδιαφερόταν για τη φυσική, τη χημεία και τις κλασικές γλώσσες. Αποφάσισε να επικεντρωθεί στη φυσική όταν εγγράφηκε στο Ελβετικό Ομοσπονδιακό Τεχνολογικό Ινστιτούτο στη Ζυρίχη το φθινόπωρο του 1951. Ένας από τους καθηγητές του ήταν ο Wolfgang Pauli, ο οποίος κέρδισε το Νόμπελ Φυσικής το 1945 για την ανακάλυψη της αρχής του αποκλεισμού, καλύτερα γνωστή ως αρχή του Πάουλι. Από τον Pauli και τους άλλους καθηγητές του, ο Rorher έμαθε τα βασικά της φυσικής και έλαβε πτυχίο επιστήμης από το Ινστιτούτο το 1955.

Διεξήγαγε μεταπτυχιακές εργασίες σε υπεραγωγούς
Το φθινόπωρο του 1955, ο Rohrer άρχισε να εργάζεται για το διδακτορικό του. διατριβή για την υπεραγωγιμότητα. "Ήταν τυχαίο το γεγονός ότι ο Jörgen Lykke Olsen με εμπιστεύτηκε για να μετρήσω τις αλλαγές μήκους των υπεραγωγών στη μετάβαση υπεραγωγών που προκαλείται από το μαγνητικό πεδίο", δήλωσε ο Rohrer στην αυτοβιογραφία του που δημοσιεύτηκε στην ιστοσελίδα του βραβείου Νόμπελ. "Είχε ήδη πρωτοπορήσε στο πεδίο με μετρήσεις για την ασυνέχεια του μέτρου του Young. Ακολουθώντας τα βήματά του, έχασα κάθε σεβασμό για τα angstroms [ένα ατομικό μέτρο]. Οι μηχανικοί μετατροπείς ήταν πολύ ευαίσθητοι στους κραδασμούς και έμαθα να δουλεύω μετά τα μεσάνυχτα, όταν η πόλη κοιμόταν». Ο Rohrer θυμήθηκε ότι τα μεταπτυχιακά του χρόνια ήταν διασκεδαστικά και αξέχαστα, αν και διακόπηκαν από τη βασική του εκπαίδευση στο ελβετικό πεζικό. Έλαβε το διδακτορικό του στην πειραματική φυσική από το Ινστιτούτο το 1960, και για ένα χρόνο αργότερα εργάστηκε ως βοηθός έρευνας στο ινστιτούτο.

Το καλοκαίρι του 1961, ο Ρόρερ παντρεύτηκε τη Rose-Marie Egger, στην οποία έχει πιστώσει ότι έφερε μια σταθεροποιητική επιρροή στη ζωή του. Το ζευγάρι πέρασε το μήνα του μέλιτος στις Ηνωμένες Πολιτείες, όπου ο Rohrer πέρασε δύο χρόνια κάνοντας μεταδιδακτορική έρευνα στο Πανεπιστήμιο Rutgers στο New Brunswick του Νιου Τζέρσεϊ, δουλεύοντας στη θερμική αγωγιμότητα των υπεραγωγών και μετάλλων τύπου II.

Έγινε μέλος της IBM στην Ελβετία
Μετά από ένα τετράμηνο κάμπινγκ στις Ηνωμένες Πολιτείες, ο Rohrer επέστρεψε στην Ελβετία το 1963. Το καλοκαίρι εκείνου του έτους, ο Ambros Speiser, διευθυντής του νεοϊδρυθέντος ερευνητικού εργαστηρίου IBM στο Ruschlikon της Ελβετίας, πρόσφερε στον Rohrer μια θέση στην εταιρεία ως βοηθός ερευνητικού προσωπικού. Αποφασισμένος να δεχτεί αυτή τη θέση από τον καθηγητή του Bruno Luthi, ο Rohrer προσχώρησε στην IBM τον Δεκέμβριο του 1963. Τα ερευνητικά του ενδιαφέροντα περιελάμβαναν συστήματα Kondo, μεταβάσεις φάσεων, πολυκριτικά φαινόμενα, σάρωση μικροσκοπίας σήραγγας και, πιο πρόσφατα, νανομηχανική.

Μέχρι το τέλος της δεκαετίας, ο συνάδελφος Keith Blazey, ο οποίος είχε κάνει πειράματα οπτικής στο GdAlO₃, έναν αντι -σιδηρομαγνήτη, ζήτησε από τον Rohrer να συνεργαστεί μαζί του. Έτσι ξεκίνησε η συνεργασία σε διαγράμματα μαγνητικής φάσης που θα οδηγούσαν τελικά τον Rohrer στο πεδίο των κρίσιμων φαινομένων. Ο K. Alex Muller, ο οποίος κέρδισε ένα μερίδιο του Νόμπελ Φυσικής του 1987 για πρωτοπορίες στην ανακάλυψη της υπεραγωγιμότητας σε κεραμικά υλικά, είχε πρωτοστατήσει σε κρίσιμα φαινόμενα στο εργαστήριο Ruschlikon της IBM και ενθάρρυνε τον Ρόρερ προς αυτή τη νέα κατεύθυνση. Ο Roher επικεντρώθηκε στην δικριτική και τετρακριτική συμπεριφορά και στο πρόβλημα του τυχαίου πεδίου. «Αυτά ήταν τα πιο ευχάριστα χρόνια, κατά τη διάρκεια των οποίων τόσοι πολλοί υπομονετικοί συνάδελφοι μου δίδαξαν φυσική», θυμάται ο Rohrer στην αυτοβιογραφία του με Νόμπελ.

Ο Rohrer παρέμεινε στην IBM καθ 'όλη τη διάρκεια της καριέρας του. «Σε όλα τα χρόνια της IBM Research, εκτιμώ ιδιαίτερα την ελευθερία να συνεχίσω τις δραστηριότητες που μου φάνηκαν ενδιαφέρουσες και απόλαυσα πολύ το ερέθισμα, τη συλλογική συνεργασία, την ειλικρίνεια και την πνευματική γενναιοδωρία δύο επιστημονικών κοινοτήτων, συγκεκριμένα, στην υπεραγωγιμότητα και τα κρίσιμα φαινόμενα, «Ο Rohrer έγραψε στην αυτοβιογραφία του για το Νόμπελ. Μέχρι τη συνταξιοδότησή του, ο μόνος χρόνος που έφυγε ο Rohrer από την εταιρεία ήρθε στα μέσα της δεκαετίας του 1970, όταν πήρε ένα χρόνο για να σπουδάσει πυρηνικό μαγνητικό συντονισμό στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Σάντα Μπάρμπαρα. Περίεργος για τον πυρηνικό μαγνητικό συντονισμό, ο Rohrer ξεκίνησε το 1974, συνεργαζόμενος με τους καθηγητές Vince Jaccarino και Alan King. Μαζί οι τρεις τους έλυσαν ένα συγκεκριμένο πρόβλημα στο δικριτικό σημείο του MnF₂, το υλικό της βάσης τους.

Άρχισε να συνεργάζεται με τον Binnig
Ο Rohrer τελικά ενδιαφέρθηκε για τις περίπλοκες ατομικές δομές των επιφανειακών υλικών, δομές που τότε ήταν ελάχιστα κατανοητές. Η ανάπτυξη του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου είχε επιτρέψει τη διερεύνηση της διάταξης των ατόμων στα υλικά, αλλά οι προσπάθειες να ανακαλυφθούν πληροφορίες σχετικά με την πολύ διαφορετική φύση των επιφανειακών ατόμων είχαν μικρή επιτυχία.

Το 1978 στη Ζυρίχη, ο Rohrer ξεκίνησε μια γόνιμη συνεργασία με τον Gerd Binnig, έναν νεαρό Γερμανό που μόλις είχε ολοκληρώσει το διδακτορικό του. Ο Rohrer και ο Binnig άρχισαν να εξερευνούν στρώματα οξειδίων σε μεταλλικές επιφάνειες. Για να συνεχίσουν την έρευνά τους, αποφάσισαν να αναπτύξουν ένα φασματοσκοπικό καθετήρα. Ωστόσο, κατά τη διαδικασία, σχεδίασαν έναν νέο τύπο μικροσκοπίου, αυτό που θα επέτρεπε τη μελέτη, με τη μεγαλύτερη δυνατή λεπτομέρεια, της ατομικής δομής της υπό εξέταση επιφάνειας. Οι εικόνες μεμονωμένων ατόμων σε μια μεταλλική ή ημιαγωγική επιφάνεια θα σχηματίζονταν με σάρωση της άκρης ενός αισθητήρα βελόνας πάνω από την επιφάνεια, σε ύψος μόνο μερικών ατομικών διαμέτρων.

Η ανάπτυξη αυτού του μοναδικού μικροσκοπίου ξεκίνησε όταν ο Rohrer και ο Binnig χρησιμοποίησαν μια τεχνική που ονομάζεται σήραγγα. Η κβαντομηχανική είχε αποκαλύψει ότι τα ηλεκτρόνια συμπεριφέρονται με τρόπο που μοιάζει με κύμα και τα κάνει να δημιουργούν ένα νέφος που εξαπλώνεται καθώς εκπέμπονται από την επιφάνεια ενός δείγματος. Όταν τα νέφη του ηλεκτρονίου από δύο κοντινές επιφάνειες αλληλεπικαλύπτονται, τα ηλεκτρόνια στη συνέχεια «σήραγγαν» από το ένα σύννεφο στο άλλο. Η τεχνική της πρόκλησης μιας τέτοιας σήραγγας μέσω ενός μονωτικού στρώματος ήταν χρήσιμη για την αποκάλυψη πληροφοριών σχετικά με τα ατομικά υλικά εκατέρωθεν της μόνωσης.

Για την προσέγγισή τους, ο Rohrer και ο Binnig πέρασαν από ένα κενό και στη συνέχεια χρησιμοποίησαν έναν αισθητήρα βελόνας μέσα στο κενό για να σαρώσουν την επιφάνεια του δείγματος. Καθώς η άκρη του καθετήρα πλησίαζε το δείγμα, τα νέφη ηλεκτρονίων του καθενός επικαλύπτονταν και ένα ρεύμα σήραγγας άρχισε να ρέει. Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν έναν μηχανισμό ανάδρασης που αξιοποίησε το ρεύμα για να διατηρήσει το άκρο του καθετήρα σε σταθερό ύψος πάνω από την επιφάνεια του δείγματος, επιτρέποντας στο άκρο να ακολουθήσει τα περιγράμματα των επιμέρους ατόμων της σαρωμένης επιφάνειας. Στη συνέχεια, ένας υπολογιστής επεξεργάστηκε την κίνηση του άκρου και χρησιμοποίησε τα δεδομένα για να παράγει μια τρισδιάστατη εικόνα υψηλής ανάλυσης αυτής της επιφάνειας.

Από την αρχή, ο Rohrer και ο Binnig ήξεραν ότι είχαν κάτι με αυτήν την πρωτοποριακή τεχνική. Ωστόσο, αντιμετώπισαν προβλήματα και το πρώτο ήταν ότι το άκρο του αισθητήρα ήταν ευαίσθητο σε διαταραχές από κραδασμούς και θόρυβο. Με βάση την προηγούμενη εμπειρία του Rohrer με υπεραγωγούς, όπου οι μετατροπείς είχαν την ίδια ευαισθησία, ο Rohrer και ο Binnig αποφάσισαν να προστατεύσουν τον αισθητήρα από διαταραχές με μαγνήτες και τραπέζι βαριάς πέτρας στρωμένα με ελαστικά ελαστικά. Αυτό έλυσε το πρόβλημά τους. Η βασική συσκευή δοκιμάστηκε επιτυχώς το 1981 και οι Rohrer και Binnig τη βελτίωσαν τεχνολογικά. Το μικροσκόπιο που προέκυψε χτίστηκε σε έναν βαρύ μόνιμο μαγνήτη που επιπλέει σε ένα πιάτο υπεραγώγιμου μολύβδου. Μέχρι τα μέσα της δεκαετίας του 1980, όλοι εκτός από τον θάλαμο κενού του μικροσκοπίου σάρωσης σήραγγας θα μπορούσαν να χωρέσουν στην παλάμη ενός χέρι και θα μπορούσε να δείξει λεπτομέρειες τόσο μικρές όσο το ένα δέκατο του angstrom. Ένα angstrom ισοδυναμεί με τη διάμετρο ενός μόνο ατόμου, ή 2,5 δισεκατομμυριοστά της ίντσας. Αργότερα, αναπτύχθηκαν μικροσκόπια σήραγγας σάρωσης που θα λειτουργούσαν επίσης στο νερό, τον αέρα και τα κρυογονικά υγρά. Το 1987, η ερευνητική ομάδα του Rohrer στην IBM είχε αναπτύξει ένα μικροσκόπιο σάρωσης σήραγγας μεγέθους δακτύλου.
Κέρδισε το Νόμπελ
Το 1986, ο Rohrer και ο Binnig έλαβαν το Νόμπελ Φυσικής για την εφεύρεση του μικροσκοπίου σάρωσης σήραγγας. Μοιράστηκαν το βραβείο με τον Ernst Ruska, ο οποίος αναγνωρίστηκε για τη θεμελιώδη δουλειά του στην οπτική ηλεκτρονίων και για το σχεδιασμό του πρώτου ηλεκτρονικού μικροσκοπίου. Κατά την απονομή του Νόμπελ, η Βασιλική Σουηδική Ακαδημία Επιστημών είπε ότι το μικροσκόπιο σάρωσης σήραγγας ήταν μια εντελώς νέα συσκευή που ήταν μόνο στην αρχή της ανάπτυξής της. Αν και αναγνωρίζει ότι η συσκευή είχε δοκιμαστεί με επιτυχία μόνο για πρώτη φορά το 1981, η Ακαδημία πρόσθεσε: "Ωστόσο, είναι σαφές ότι ανοίγουν εντελώς νέα πεδία για τη μελέτη της δομής της ύλης. Το μεγάλο επίτευγμα του Binnig και του Rohrer είναι ότι, ξεκινώντας από προηγούμενες εργασίες και ιδέες, κατάφεραν να κυριαρχήσουν στις τεράστιες πειραματικές δυσκολίες που συνεπάγεται η οικοδόμηση ενός οργάνου της ακρίβειας και της σταθερότητας που απαιτείται.» Όπως ανέμενε η Σουηδική Ακαδημία, το λάθος του τούνελ σάρωσης χρησιμοποιήθηκε σύντομα σε τομείς τόσο διαφορετικούς όσο η επιστήμη των ημιαγωγών, η μεταλλουργία, η ηλεκτροχημεία και η μοριακή βιολογία. Πιο πρόσφατα, αποδείχθηκε απαραίτητο εργαλείο για τη νέα επιστήμη της νανοτεχνολογίας.
Μετέπειτα καριέρα
Εκτός από το βραβείο Νόμπελ, ο Rohrer και ο Binnig έλαβαν επίσης το Βραβείο King Faisal και το Βραβείο Ευρωφυσικής Hewlett Packard το 1984 για την εφεύρεσή τους του μικροσκοπίου σάρωσης σήραγγας. Το 1987, ο Rohrer έλαβε το Μετάλλιο Cresson του Ινστιτούτου Franklin στη Φιλαδέλφεια. Η εφεύρεση του miscroscope οδήγησε επίσης στην ένταξη του Rohrer στο National Inventors Hall of Fame των ΗΠΑ. Επιπλέον, ο Rohrer έχει επίσης βραβευτεί ως επίτιμος διδάκτορας από διάφορα πανεπιστήμια.  Συνεχίζοντας το έργο του μετά το βραβείο Νόμπελ, ο Rohrer διορίστηκε συνεργάτης της IBM το 1986 και διετέλεσε διευθυντής του τμήματος φυσικών επιστημών στο Ερευνητικό Εργαστήριο της Ζυρίχης από το 1986 έως το 1988. Αποσύρθηκε από την IBM τον Ιούλιο του 1997 και δέχθηκε ερευνητικούς διορισμούς στο Consejo Superior de Investigaciones Científicas στη Μαδρίτη της Ισπανίας και στο Πανεπιστήμιο Riken και Tohoku στην Ιαπωνία.
Ο μικρός κόσμος της νανοεπιστήμης
Τα τελευταία χρόνια, το ενδιαφέρον του Rohrer επικεντρώνεται στη νανοεπιστήμη και τη νανοτεχνολογία. Η νανοεπιστήμη περιλαμβάνει σωματίδια που είναι μικρότερα από τα άτομα. Ένα νανόμετρο είναι το ένα δισεκατομμυριοστό του μέτρου, ή 1/1.000.000.000 του μέτρου. Πέντε άτομα υδρογόνου τοποθετημένα το ένα δίπλα στο άλλο θα είχαν έκταση περίπου ένα νανόμετρο. Ένα μόνο ανθρώπινο κύτταρο περιλαμβάνει χιλιάδες νανόμετρα.

Σε αυτό το επίπεδο, η κλίμακα είναι τόσο μικρή που οι γενικά αποδεκτές αρχές της φυσικής δεν ισχύουν πλέον. Δυνάμεις όπως η αδράνεια, η τριβή και η βαρύτητα δρουν διαφορετικά ή δεν έχουν καν νόημα. Η νανοεπιστήμη προσπαθεί να κατανοήσει πώς συμπεριφέρεται η ύλη σε αυτό το επίπεδο, ενώ η νανοτεχνολογία περιλαμβάνει έρευνα και ανάπτυξη τεχνολογίας σε ατομικό, μοριακό ή μακρομοριακό επίπεδο. δημιουργία και χρήση δομών, συσκευών και συστημάτων που έχουν τις ιδιότητες που απαιτούνται για την αντιμετώπιση τέτοιου υλικού · και την ικανότητα ελέγχου ή χειραγώγησης σε ατομική κλίμακα.

Ο Rohrer πιστεύει ότι ο κόσμος θα πρέπει να είναι έτοιμος να εκμεταλλευτεί τις νέες δυνατότητες που προσφέρει η νανοτεχνολογία. Επιπλέον, πιστεύει ότι συσκευές όπως το μικροσκόπιο σήραγγας σάρωσης θα ήταν χρήσιμες για την αντιμετώπιση μιας από τις μεγαλύτερες προκλήσεις της νανοεπιστήμης και της νανοτεχνολογίας: τη βελτίωση της διεπαφής μεταξύ του μακροσκοπικού κόσμου της παραδοσιακής κατασκευής και του «νανο» κόσμου. Το μικροσκόπιο σήραγγας σάρωσης θα μπορούσε να βοηθήσει στη δημιουργία μιας τέτοιας διεπαφής και έτσι να γίνει ένα από τα κύρια εργαλεία της νανοτεχνολογίας. Μαζί με τις απεικονιστικές του δυνατότητες, το μικροσκόπιο θα μπορούσε να αναδιαμορφωθεί για να χειρίζεται μόρια και άτομα και θα επέτρεπε στους ερευνητές και στους προγραμματιστές προϊόντων να παρατηρούν τι συμβαίνει σε μοριακό επίπεδο, ώστε να μπορούν να τροποποιούν και να κατασκευάζουν αντικείμενα σε νανο-επίπεδο.