Holland-német atomfizikus
Egyetemi tanulmányait 1921-ben kezdte el Göttingenben, a Georg-August Egyetemen, majd itt védte meg doktori fokozatát James Franck mentorálásával 1927-ben. Gustav Hertz irányítása mellett habilitált a berlini Technikai Főiskolán 1932-ben. Meg kell jegyezni, hogy Hertz és Franck megosztott Fizikai Nobel-díjat kaptak 1925-ben. 1928-ban Gamow-val együtt dolgoztak a részecskekutatásban, Atkinsonnal 1929-ben számításokat végeztek a csillagokban lezajló folyamatokra vonatkozólag, melyek során hélium képződik. Ők vezették be a "termonukleáris reakció" fogalmát. Ezeknek a folyamatoknak az elméletét a későbbiekben F. von Weizsäcker és H. Bethe pontosította és tisztázta. Houtermans 1930-ban megnősült. 1932/33-ban a berlini Technikai Főiskolán tanított. Itt találkozott többek között Patrick Blackett-tel, Max von Laue-val, Szilárd Leóval. Hitler hatalomra kerülése után, mivel fiatal kora óta meggyőződéses kommunista volt, és ősei között zsidók is voltak, először Nagy Britanniába ment, ahol az EMI-ben a Television Laboratory-ban dolgozott. 1935-ben a Szovjetunióba emigrált. Két évet a Harkovi Fizikai-Technikai Intézetben dolgozott. 1937-ben az NKVD letartóztatta, mint trockistát és német kémet. 1940-ben kiutasították a Szovjetunióból, és az NKVD átadta a Gestapo-nak, Max von Laue közbenjárására azonban kiszabadult a börtönből, és ezután báró Manfred von Ardenne magánlaboratóriumában nukleáris fizikai kutatásokkal foglalkozott. Jelentős eredményekre jutott, ezeket azonban a német urániumkutatás nem használta fel. 1945-ben Göttingenben az egyetem Elméleti Fizikai Intézetében kapott beosztást. 1952-ben a Berni Egyetem fizika professzora lett. Itt geokémiával, kozmokémiával foglalkozott. Egy meteorit urán- és ólomizotóp-adatai alapján 4,5 milliárd évben határozta meg a Föld életkorát. 1966. március 1-én tüdőrákban halt meg. 1973 óta egy holdkráter őrzi a nevét.