Oppenheimer a primit o bursă a Consiliului Național de Cercetare al Statelor Unite la Institutul de Tehnologie din California (Caltech) în septembrie 1927. Bridgman l-a dorit și la Harvard, așa că s-a ajuns la un compromis prin care el și-a împărțit bursa pentru anul academic 1927-1928 între Harvard în 1927 și Caltech în 1928. La Caltech, el a început o prietenie strânsă cu Linus Pauling, și au planificat să atace împreună natura legăturii chimice, un domeniu în care Pauling a fost un pionier, cu Oppenheimer furnizând matematica și Paul interpretând rezultatele. Atât colaborarea, cât și prietenia lor au fost tăiate în buzunar atunci când Oppenheimer a început să suspecteze că Oppenheimer devine prea apropiat de soția sa, Helen Paul.
Institutul de Tehnologie din California