Ο Binnig αποφοίτησε από το Πανεπιστήμιο Johann Wolfgang Goethe στη Φρανκφούρτη και έλαβε διδακτορικό από το Πανεπιστήμιο της Φρανκφούρτης το 1978. Στη συνέχεια, εντάχθηκε στο IBM Research Laboratory στη Ζυρίχη, όπου αυτός και ο Rohrer σχεδίασαν και δημιούργησαν το πρώτο μικροσκόπιο σήραγγας σάρωσης (STM). Αυτό το όργανο παράγει εικόνες των επιφανειών αγώγιμων ή ημιαγωγών υλικών με τόσο λεπτή λεπτομέρεια που μπορούν να αναγνωριστούν μεμονωμένα άτομα. Τα κβαντικά μηχανικά φαινόμενα προκαλούν ηλεκτρικό ρεύμα να περάσει μεταξύ του εξαιρετικά λεπτού άκρου του καθετήρα βολφραμίου του STM και της επιφάνειας που μελετάται και η απόσταση μεταξύ του αισθητήρα και της επιφάνειας διατηρείται σταθερή μετρώντας το παραγόμενο ρεύμα και προσαρμόζοντας ανάλογα το ύψος του καθετήρα. Καταγράφοντας τα διάφορα υψόμετρα του καθετήρα, λαμβάνεται ένας τοπογραφικός χάρτης της επιφάνειας στον οποίο τα διαστήματα περιγράμματος είναι τόσο μικρά ώστε μεμονωμένα άτομα να είναι σαφώς αναγνωρίσιμα. Το άκρο του καθετήρα STM έχει πλάτος μόνο ένα angstrom (ένα δέκα δισεκατομμυριοστό του μέτρου ή περίπου το πλάτος ενός ατόμου) και η απόσταση μεταξύ αυτού και της επιφάνειας που μελετάται είναι μόνο περίπου 5 ή 10 angstrom. Το 1984 ο Binnig εντάχθηκε στο IBM Physics Group στο Μόναχο. Το 1989 δημοσίευσε το βιβλίο Aus dem Nichts («Out of Nothing»), το οποίο θεώρησε ότι η δημιουργικότητα αυξάνεται με την αταξία.