حصل على البكالوريوس من جامعة تمبل، والدكتوراة في الكيمياء من جامعة هارفارد. والتحق في عام 1955 بمعهد ماساتشوستس التقني، وفي غضون ستة أعوام فقط، تبوأ كرسي الأستاذية في ذلك المعهد الشهير، فكان أصغر أستاذ في تاريخ المعهد. وفي عام 1971، عُيِّن أستاذ كرسي دوهرتي – ويلش المُميَّز للكيمياء، ومديرَ مختبر الروابط والتراكيب الجزيئية، في جامعة تكساس وأصبح ذلك المختبر تحت إدارته واحداً من أعظم مراكز البحوث في العالم.
أجرى البروفيسور كوتون بحوثاً رائدة عديدة في حقول الكيمياء المختلفة؛ وبخاصة كيمياء الفلزّات الانتقالية، وإن تعددت اهتماماته، فشملت، أيضاً، الكيمياء عضو-المعدنية، وتراكيب الأنزيمات ووظائفها، والكشف عن الروابط الرباعية، واستخدام نظرية التطبيق الكيميائي. وله فضل كبير في تطوِّير علم الكيمياء على مدى نصف قرن من الجهد المتواصل، مما أكسـبه مكانة علمية مرموقة. وكان من أوائل المُستخدمين لتقنية الحيود البلوري للأشعة السينية في دراسة التراكيب الكيميائية، قبل أن تصبح تقنية شائعة، كما كانت له إسهامات رئيسة في بيان الأشكال ثلاثية الأبعاد للمواد، واستخدام التحليل الطيفي لدراسة خصائص الفلزات والمركبات عضو المعدنية.
نُشر له أكثر من 1000 بحث علمي، وعدة كتب، تُرجم بعضها إلى معظم اللغات الحيَّة، وأشرف على أكثر من 80 طالب دكتوراة و120 من زملاء ما بعد الدكتوراة. وتجاوزت شهرة كتابيه “الكيمياء العضوية المتقدّمة” و”التطبيقات الكيميائية لنظرية المجموعات الآفاق”، وأفاد منهما أجيال من الكيميائيين، وأعيد طبعهما عدّة مرات. وهو الذي أنشأ سلسلة الجديد في الكيمياء غير العضوية التي تصدر سنوياً، وحرَّر أول عشرة إصدارات منها. دُعي لإلقاء المحاضرات في كبرى الجامعات والمراكز العلمية العالمية، ورأس جمعيات كيميائية عديدة، كما أشـرف على تحرير كثير من الدوريات المهمة في الكيمياء.
مُنِح البروفيسور كوتون درجة الدكتوراة الفخرية من العديد من الجامعات المرموقة، واختير زميلاً للأكاديمية الأمريكية للآداب والعلوم، والأكاديمية الوطنية الأمريكية للعلوم، وأكاديمية نيويورك العلمية، والجمعية الفلسفية الأمريكية، وزميلاً فخرياً في الأكاديمية الهندية للعلوم والأكاديمية الوطنية الهندية، وعضواً فخرياً أو مراسلاً في عدّة أكاديميات علمية عالمية أخرى في المملكة المتحدة، وفرنسا، وروسيا، والدنمارك، والصين. كما نال كثيراً من الجوائز والميداليات.
كتبت هذه السيرة الذاتية في عام استلامه للجائزة.