Bereits Kroemers Dissertation, im Jahre 1952 an der Universität von Göttingen eingereicht, beschäftigte sich mit Effekten in Transistoren - damals eine brandneue Technologie und ein faszinierendes Forschungsfeld. Die Halbleiter haben den jungen theoretischen Physiker auch nicht losgelassen, als er kurze Zeit später in die USA ging.

Von 1954 bis 1957 war Kroemer in den RCA (Radio Corporation of America) Laboratories in Princeton beschäftigt, wo er 1957 eine bahnbrechende Arbeit über einen aus verschiedenen Elementen zusammengesetzten Transistor veröffentlichte. Der "Heterotransistor" sollte, so die Berechnungen Kroemers, besonders für hohe Verstärkungen und Frequenzen geeignet sein.

Kollegen sehen in dem deutschstämmigen Physiker einen Forscher, der stets Probleme angepackt hat, die seiner Zeit ein bis zwei Jahrzehnte voraus waren. So hat er bereits 1963 den theoretischen Grundstein für die Entwicklung von Halbleiterlasern gelegt - eine Technik, die erst knapp 20 Jahre später in die Fertigung münden sollte.

Nach einem Zwischenstopp bei der Firma Varian Associates im kalifornischen Palo Alto wurde Kroemer 1968 - im Alter von 40 Jahren - zum Physik-Professor an der University of Colorado in Boulder berufen.

Nach seinem Wechsel an die University of California in Santa Barbara war es dem umtriebigen Deutschen zu verdanken, dass seine Abteilung im Jahre 1976 ihre gesamten freien Ressourcen in den Ausbau des bis dahin eher bescheidenen Halbleiterprogramms steckte - doch nicht etwa in die Erforschung des bereits weit verbreiteten Siliziums, sondern in neue Strukturen, unter anderem so genannte III-V-Halbleiter. Kroemer wurde zum Leiter und ersten Mitglied der Gruppe, die sich heute zu einem der führenden Forscherteams auf dem Gebiet der Halbleiterphysik entwickelt hat.

An der University of California wurde aus dem promovierten theoretischen Physiker ein Experimentator: Kroemer entwickelte sich zu einem der Pioniere der Molekularstrahlepitaxie, mit deren Hilfe hauchdünne Kristallschichten auf Silizium-Oberflächen aufgebracht werden können. Hatte sich der Forscher zunächst Materialien wie Galliumarsenid (GaAs) zugewandt, richtet sich Kroemers Focus seit 1985 verstärkt auf Verbindungen der so genannten 6,1-Ångström-Gruppe, darunter InAs oder GaSb.

Für seine Studien wurde Herbert Kroemer in den vergangenen Jahren mit zahlreichen Preisen ausgezeichnet. So ist er seit 1985 Ehrendoktor der Technischen Universität von Aachen. 1997 wurde Kroemer zudem von der "National Academy of Engineering" geehrt.