Zijn ontdekkingen en onderzoek in de jaren vijftig van de vorige eeuw maakten latere ontwikkelingen zoals de cd-speler, streepjescodes, geleide raketten, het laseren van ogen, snijapparaten maar ook astronomische berekeningen, glasvezeltechnologie en lasershows mogelijk.
Townes kreeg voor zijn wetenschappelijke ontdekking van de maser – de voorloper van de laser die in plaats van licht microgolven bundelde- en de daaruit voortkomende laser in 1964 de Nobelprijs voor Natuurkunde.
Hij deelde de prijs met twee Russen die op hetzelfde vlak actief waren. Townes’ dochter Linda Rosenwein maakte volgens The New York Times het overlijden bekend. De natuurkundige is 99 jaar geworden.