Gold a cambridge-i Trinity College-ban tanult, 1942-ben szerezte meg a B. A., 1946-ban az M. Sc. fokozatot. A II. világháború alatt a brit Admiralitáson (a haditengerészeti minisztériumban) szolgált. 1947-ben választották a Trinity College tanárává, 1949-től a cambridge-i Cavendish Laboratóriumban lett a fizika egyetemi demonstrátora. Az 1940-es évek végén Gold, Hermann Bondi és Fred Hoyle fogalmazták meg a stacionárius elméletet, amelynek Hoyle lett a fő szószólója.

Gold 1952-től a londoni Királyi Greenwich-i Obszervatórium munkatársa volt. Öt évvel később a Harvard Egyetem csillagászatprofesszora lett. A mézeres erősítők (maser: Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation ["mikrohullámú erősítés sugárzás indukált emissziójával"]) rádiótávcsövekben való alkalmazásán dolgozott. 1959-ben a Cornell Egyetem (Ithaca, New York állam) csillagászatprofesszora lett. 1959-től 1981-ig igazgatta a Rádiófizikai és Űrkutatási Központot. Az űrkutatás korai támogatói közé tartozott, fontos elméleteket és feltevéseket fogalmazott meg a Hold szerkezetéről, a napkitöréseknek, a -viharoknak a Föld atmoszférájára gyakorolt hatásáról, a Naprendszer és az élet eredetéről.