Harold Clayton Urey nasceu no estado norte-americano de Indiana, em Walkerton a 29 de abril de 1893, tendo falecido em La Jolla, Califórnia a 5 de janeiro de 1981.
Estudou na universidade de Montana onde obteve a sua licenciatura em 1917 e concluiu o seu doutouramento em química na universidade da Califórnia (1923), e especializou-se em física atómica com Niels Bohr na universidade de Copenhaga (1923-1924).
Foi galardoado com o prémio Nobel de química (1934), por ter conseguido obter o deutério em 1932. Foi ainda distinguido com muitos outros prémios e medalhas entre 1940 e 1973.
Durante a Segunda Guerra Mundial dirigiu as investigações sobre os métodos de separação dos isótopos do urânio U-235 e U-238, e de produção de água pesada (óxido de deutério). Desempenhou um papel de relevo na criação da bomba atómica.
Dedicou-se ainda ao problema da origem da Terra e ao do oxigénio 18 para determinar as temperaturas pré-históricas.
Contribuiu para o desenvolvimento da cosmoquímica e é-lhe atribuído a criação do termo. O seu trabalho sobre o oxigénio 18 levou-o a desenvolver teorias sobre abundância dos produtos químicos na Terra e a sua abundância e evolução nos astros. Este foi um trabalho pioneiro na investigação paleoclimática.
Sistematizou o seu trabalho no livro “Os planetas: sua origem e desenvolvimento” (1952). Urey especulava que, nos primórdios da Terra, a atmosfera seria provavelmente composta de amoníaco, metano e hidrogénio; um dos seus alunos de Chicago, Stanley L. Miller, demonstrou que, se uma mistura desses gases fosse exposta a radiação ultravioleta e água, poderia interagir para produzir aminoácidos, chamados vulgarmente de "bases da construção da vida".
Uma cratera na Lua foi batizada com o seu nome, em sua homenagem.
Em colaboração com o físico americano Arthur Edward Ruark, escreveu “Átomos, moléculas e quantas” (1930).