Родился в г. Портленд. Американский физик и химик, член Национальной Академии наук США. Получил образование в Орегонском государственном сельскохозяйственном колледже и Калифорнийском технологическом институте в Пасадене. Доктор философии с 1925 г. В 1926–1927 совершенствовал образование в Мюнхенском, Копенгагенском и Цюрихском университетах. В 1925–1969 гг. работал в Калифорнийском технологическом институте. В 1969–1974 гг. – профессор Станфордского университета.
Научные труды Полинга посвящены изучению строения молекул и природы химической связи. Его первые исследования относятся к кристаллографии, он первым ввел понятие типа «дефектной структуры» в кристаллической решетке. Наряду с физико-химиком Слейтером разработал квантово-механический метод изучения и описания структуры молекул – метод валентных схем. Количественно определил понятие электроотрицательности и предложил шкалу электроотрицательности. Предсказал возможность получения фторидов ксенона. Вывел уравнение для расчета металлических радиусов атомов при изменении координационного числа, но при постоянной валентности.
Полинг занимался вопросами биоорганической химии, совместно с Бреггом и Берналом заложил основы структурного анализа белка, разработал представления о структуре полипептидной цепи в белках. Занимался изучением болезни крови.
В 1954 г. «за исследование природы химической связи и её применение для определения структуры сложных соединений» Лайнусу Полингу была присуждена Нобелевская премия. В 1962 г. ему присуждена Нобелевская премия мира.