Ketika menjadi mahasiswa di Oxford, ia mulai belajar antibiotikpeptida dengan Edward Abraham. Selama masa ini, ia tertarik dalam perkembangan spektakuler dalam biologi molekuler.
Pada awalnya, ia menganalisis rangkaian protein dan kemudian menemukan rincian kode genetik termodifikasi dalam mitokondria. Pada tahun 1978, ia memutuskan untuk menerapkan metode kimia protein ke protein membran.
Sebagaimana mitranya Skou dan Boyer, John Ernest Walker banyak bekerja tentang enzim, karya tentang ATP, transporter energi utama dalam metabolismeorganisme. Ia dan Boyer berkonsentrasi di saat bersamaan terutama tentang sintesis ATP hingga enzim ATP sintase.