沃克1969年在牛津大学获得博士学位，后在美国和巴黎的大学承担研究项目。他的获奖研究是在剑桥大学医学研究委员会分子生物实验室中进行的。他于1974年进入该研究室工作，并于1982年成为高级化学家。20世纪80年代初，沃克开始研究
三磷酸腺苷合酶——大多数生物的主要产能分子，这种分子有助于三磷酸腺苷这种化学能量载体的合成。研究重点在酶的化学成分和结构上。他确定了构成合酶蛋白质单元的氨基酸的序列。20世纪90年代，沃克与X射线结晶学家们一起工作，澄清了酶的三维结构。他的研究工作支持了博耶的“束缚转变机制”（解释酶特性的不平常方法）。沃克的发现为了解生物产生能量的方法提供了真知。