Geiger begann 1902 Physik und Mathematik in Erlangen zu studieren wo er 1906 promovierte. 1907 wechselte er nach Manchester ins Institut von Ernest Rutherford dessen 1911 aufgestelltes Atommodell zum Teil auf Geigers Entdeckungen über Radioaktivität beruhte. 1912 wechselte Geiger zur Physikalisch-Technischen Reichsanstalt in und 1925 weiter nach Kiel . Dort entwickelte er zusammen mit dem Walter Müller den nach ihm benannten Geigerzähler. 1929 wechselte er nach Tübingen und wurde schließlich 1936 Direktor des Physikalischen Instituts Berlin; dies seine letzte Anstellung.