Преподавал в университетах Граца и Инсбрука, затем в 1938 году переехал в США, чтобы избежать нацистских преследований (его жена была еврейка) и в том же году был назначен профессором физики Фордэмского Университета. Позже он стал натурализованным американским гражданином. С помощью аппаратуры, которая поднималась на высоту на аэростатах, Гесс совместно с другими доказал, что радиация, ионизирующая атмосферу, имеет космическое происхождение.