James Dewey Watson est un généticien et biologiste américain né le 6 avril 1928 à Chicago. Après une formation en ornithologie, il entame en 1948 des études doctorales sous la direction de Salvador Luria à l'université d'Indiana. Il soutient sa thèse en 1950 puis se rend à Copenhague pour s'initier aux méthodes de la biochimie chez Herman Kalckar.
En 1951, il rejoint un groupe de chimistes et de cristallographes au laboratoire Cavendish à Cambridge et collabore, entre autres, avec Francis Crick et Maurice Wilkins. À la suite des travaux d'Oswald Avery qui suggère que l'ADN est le support de l'information génétique, il commence à étudier l'acide ribonucléique (ARN) du virus de la mosaïque du tabac, et montre qu'il a une structure hélicoïdale. Il découvre avec F. Crick la structure de la molécule d'ADN en 1953. En 1962, il reçoit avec F. Crick et M. Wilkins le prix Nobel de médecine et de physiologie pour ses découvertes sur « la structure moléculaire des acides nucléiques et sa signification pour le transfert de l'information dans la cellule vivante ».
Alors qu'il est professeur de biologie à l'université de Harvard de 1956 à 1976, J. Watson s'intéresse à une enzyme, l'ARN polymérase qui synthétise l'ARN messager à partir de l'ADN. En 989, il est nommé directeur du programme « génome humain » (dont l'objectif est le séquençage complet du génome humain) mais il démissionne moins de deux ans plus tard. Il a été directeur du Cold Spring Harbor Laboratory de 1968 à 2007.
J. Watson et F. Crick, « Molecular Structure of Nucleic Acids : A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid », Nature - (1953) The Double Helix ; a Personal Account of the Discovery of the Structure of DNA - (1968)
Les découvertes de J. Watson et F. Crick sont tributaires des travaux de Rosalind Franklin, qui présente en novembre 1951 des clichés d'ADN obtenus par diffraction des rayons X, et d'Erwin Chargaff, qui a montré que la structure chimique de l'ADN est composée de quatre bases puriques et pyrimidiques (A, T, G, et C), et que toujours A = T, et G = C.
J. Watson décrit la structure en double hélice de l'ADN ainsi : « 1) la structure de base est hélicoïdale : elle consiste en deux hélices enchevêtrées, l'intérieur de l'hélice est occupé par les bases purines et pyrimidines, les groupes de phosphate sont à l'extérieur ; 2) les hélices ne sont pas identiques mais complémentaires, de telle sorte que si une hélice contient une base purine, l'autre contient une base pyrimidine » (lettre à Max Delbrück, mars 1953). Ce modèle révèle le principe de complémentarité, base des mécanismes de transfert d'information biologique et explique la réplication du matériel génétique. Cette découverte a ouvert la voie à la biologie moléculaire.