Siegbahn ble i 1915 dosent i fysikk i Lund. Han var professor samme sted i 1920–1922 og professor i Uppsala i 1923–1937, og i perioden 1937–1956 var han professor i eksperimentalfysikk ved Det svenske vitenskapsakademiet. Samtidig, og frem til 1964, var han direktør for Nobelinstitutet för Fysik i Stockholm.

Siegbahn er kjent for arbeider innen røntgenspektroskopi, spesielt for presisjonsmålinger av røntgenstrålers bølgelengde. For dette fikk han Nobelprisen i fysikk for 1924 (tildelt i 1925). Som eksperimentell fysiker konstruerte han blant annet nye typer av røntgenrør, røntgenspektrografer og luftpumper.

Nobelinstitutet (nå Forskningsinstitutet för Atomfysik) ble under hans ledelse bygd opp spesielt med henblikk på kjernefysisk forskning.

Siegbahn ble æresdoktor ved Universitetet i Oslo i 1946.

• røntgenspektroskopi
• Nobelprisen

• Nobelstiftelsens nettsider om Karl Manne Georg Siegbahn