Ahogy egykori lakhelyén emléktáblája is hirdeti, „a magyarság eredetének rejtélye ihlette Ázsia ősi művelődésének önfeláldozó kutatására.”

Balassagyarmaton született és végezte gimnáziumi tanulmányait, s már ezekben az években elkezdett a keleti nyelvek, nyelvészet iránt érdeklődni. Érettségi után Budapesten, a Pázmány Péter Tudományegyetemen tanult tovább klasszika-filológia és török szakokon, s az Eötvös József Collégium tagja lett. Tanárai közül nagy hatást gyakorolt rá Gombocz Zoltán, aki a kolozsvári egyetem urál-altaji tanszékéről érkezett a pesti egyetem magyar nyelvtörténeti tanszékére, a magyar nyelv honfoglalás előtti török jövevényszavairól tartott előadásaival. Szintén meghatározó volt számára, hogy Németh Gyulától hallgathatott turkológiát. 1925-ben doktori fokozatot szerzett török filológiából (valamint melléktárgyakként magyar és távol-keleti nyelvészetből is), majd 1928-ig ösztöndíjjal a Sorbonne-on folytatta tanulmányait, ahol mongolisztikával, tibetológiával és sinológiával foglalkozott. Az ott tanult ismereteket és módszereket később a magyar őstörténet kutatásának szolgálatába állította.

Párizsból hazatérve ösztöndíjért folyamodott, s azt elnyerve, állami, az Oktatásügyi Minisztériumtól és a Magyar Tudományos Akadémiától kapott támogatással, 1931-ig tanulmányútra indult Mongóliába. Tanulmányozta a mongol nyelvet, valamint a lámakolostorokban őrzött szent könyveket, írásokat, a mongol nyelvű buddhista irodalmat kutatva, az archaikus mongol nyelvjárásokat. Átvizsgálta a Kandzsurt, a buddhizmus mongol fordításban fennmaradt szentkönyvgyűjteményét, s katalógusát később, 1942–1944-ben közzé is tette (Catalogue du Kanjur mongol imprimé. Budapest, 1942–1944). A tanulmányúton végzett kutatások eredményét először franciául tette közzé, tudományos igényességgel (Rapport préliminaire d’un voyage d’exploration fait en Mongolie Chinoise 1928–1931; Kőrösi Csoma Társaság, Budapest, 1933); majd magyarul, a nagyközönségnek szánva is ismertette 1934-ben, Sárga Istenek, sárga emberek. Egy év Belső-Mongólia láma-kolostoraiban címmel.

Hazatérve, 1931-től a Pázmány Péter Tudományegyetemen tanította Belső-Ázsia történelmét, díjtalan tanársegédként, majd 1932-től mongol filológiát oktatott, magántanárként. 1936-37-ben újabb tanulmányútra indult, ezúttal Perzsiába és Afganisztánba, hogy archaikus mongol nyelvemlékeket keressen. Perzsiából perzsa és arab nyelvű kéziratokat hozott, pl. a magyar őstörténet számára alapvető jelentőségű Ibn Fadlán művének másolatát, Afganisztánban pedig mongol nyelvészeti, valamint török nyelvjárások anyagait gyűjtötte. Ennek az útnak a tapasztalatait foglalta írásba az Afgán földön (Franklin, Budapest, 1938) című munkájában, melyet szélesebb közönségnek szánt, emellett számos szakcikket is írt róla.

Első két kutatóútjának történetét Az ismeretlen Belső-Ázsia (1940) című könyvében tudományos igényességgel, ugyanakkor szélesebb közönségre is gondolva, olvasmányosan beszélte el. A felfedezett források alapján képet adott a térség történelméről és vallástörténetéről, valamint vázolta a magyar őstörténet és a térség kapcsolatát is.

1939-től nyilvános rendkívüli tanárként a keleti népek történelmét tanította, majd 1940-ben egy harmadik kutatóútra indult: Japánban a Vallás- és Közoktatásügyi Minisztérium támogatásával járt. Tokióban és Kiotóban az ottani belső-ázsiai anyagot tanulmányozta, mégpedig elsősorban az Európában ismeretlen, japán nyelvű kiadványokat. Értékes gyűjteményt állított össze a japán könyvtárakban őrzött mongol, dzürcsi, tibeti és más kéziratokról.

1941 és 1950 között oktatói munkáját már nyilvános rendes tanárként folytatta: Belső-Ázsia történelmét és mongolisztikát, 1942-től tibetisztikát is tanított. Eközben 1941 és 1945 között a Magyarságtudományi Intézetet is igazgatta; 1942 és 1962 között a Kelet-Ázsiai Tanszék vezetője volt. Vezetői tevékenysége más egységekre is kiterjedt: 1964 és 1971 között a Török Filológia Tanszéket vezette, közben életre hívta az Altajisztikai Tanszéki Kutatócsoportot. 1949-től húsz éven át az MTA alelnöke – 1956 és 1957 fordulóján ügyvezető elnöke – és az Orientalisztikai Bizottságnak elnöke volt. Ezalatt támogatta a Magyar Vallástudományi Társaság létrejöttét is. Aktív szerepet játszott a Helyesírási, valamint a Könyvtári Bizottság élén, komolyan támogatta a Keleti Gyűjteményt. 1969-ben újjászervezte a Kőrösi Csoma Társaságot és annak első elnöke lett.

A keletkutatást a magyar őstörténet megismerésének szolgálatába állította, a régi Belső-Ázsia megismerését alapvetőnek tartotta a magyar őstörténet szempontjából. Ez már korai munkásságában nyilvánvaló: l. pl. korai A magyarság keleti kapcsolatai. Egy készülő szintézis alapelvei, (Budapest, 1932) című írását. Saját szavait idézhetjük programja megfogalmazásaként:

„Bárha ma mindinkább kétségesebb, hogy a magyarság valaha Ázsiában élt volna, vagy ha élt is, hogy ottani tartózkodása huzamosabb, vagy jelentősebb lett volna, az mégis bizonyos, hogy azok a népek, melyekkel keleteurópai életének során érintkezésbe került, nagyrészt Közép-Ázsiából származtak el, hogy az az életmód, műveltség, melynek ott hosszú századokon át részese volt, nagyrészben szintén középázsiai eredetű. Kelet-Európa s így őstörténetünk helyes megértése és értékelése céljából tehát mindenekelőtt ismernünk kell azt a földdarabot, amely sok tekintetben a forrás itt: Közép-Ázsiát, és Közép-Ázsia történetét, nagyjában a Kr. u. 10.-11. századig.” (A magyar nyelv török kapcsolatai és ami körülöttük van II. 38–39. o.)

Turkológiai érdeklődésének középpontjában a magyar nyelv régi török jövevényszavainak kutatása állt, ezen a téren érte el legjelentősebb tudományos eredményeit is. Magyar vonatkozású turkológiai cikkei két gyűjteményes kötetben jelentek meg (A magyar nyelv török kapcsolatai és ami körülöttük van I–II, 1977, 1979; A magyar nyelv török kapcsolatai a honfoglalás előtt és az Árpád-korban, 1986). Eme utóbbi kötetben mind turkológiai, mind magyar nyelvészeti megközelítésből vizsgálta a török jövevényszavakat, és több, az őstörténet-kutatás számára fontos következtetésre jutott. Megalkotta több keleti nyelv normatív magyar átírását. Mongolisztikai munkásságából is a legnagyobb hatást a jövevényszavak kutatása gyakorolta a magyar nyelvészetre (l. Mongolos jövevényszavaink kérdése, 1935), melyben kimutatta, hogy a honfoglalás előtt és alatt nem kölcsönzött a magyar nyelv a mongolból.

Szükségesnek látta a keletkutatás intézményi kereteinek kialakítását. Fontosnak tartotta az orientalisták publikációs lehetőséghez juttatását. A Kőrösi Csoma Társaság megbízásából 1938-tól kezdve ő szerkesztette a Bibliotheca Orientalis Hungarica sorozatot, és elindította az Akadémia orientalisztikai folyóiratát, az Acta Orientalia Academiae Scientiarum Hungaricaet (1950–), valamint a Keletkutatás (1973–) című folyóiratot. Az előbbi nemzetközi közönségnek, az utóbbi magyar nyelven, hazai közönségnek szól. 1966-tól elindította és szerkesztette a Kőrösi Csoma Kiskönyvtár monográfiasorozatot is.

11 ezer kötetes magánkönyvtárát a SZTE Klebelsberg Könyvtárnak adományozta, ezzel megalapozta Szegeden egy orientalisztikai könyvgyűjtemény létrejöttét, amely nagyban segítette a szegedi József Attila Tudományegyetem Bölcsészkarán az altajisztikai és sztyeppetörténeti oktató- és kutatómunka megindulását.

1949-ben Kossuth-díjjal ismerték el munkásságát. 1967-ben Akadémiai Aranyérem kitüntetést kapott. 1982-ben a budapesti Eötvös Loránd Tudományegyetem, 1984-ben pedig a szegedi József Attila Tudományegyetem avatta díszdoktorává. Emellett számos tudósszervezet is tagjai közé választotta, és nemzetközi kitüntetéseket is átvehetett.