콜로이드 화학을 발전시키는 데 크게 기여했다. 그는 아일랜드의 벨파스트에 위치한 퀸스 칼리지 및 라이프치히·베를린·런던 대학교에서 교육받았다. 1904~13년 리버풀대학교에서 강의를 했으며, 1913년부터 퇴직(1937)할 때까지 유니버시티 칼리지에서 화학교수를 지냈다.

1911년 반투막(용매와 녹아 있는 이온들 중 일부만이 통과할 수 있는 막)에 의해 분리되어 있는 두 전해질 용액 사이의 평형상태에 관해 연구했다. 반투막이 없다면 용매와 녹아 있는 모든 종류의 이온들이 두 용액 사이에서 자유롭게 확산되어 결국은 두 용액의 조성이 같아진다. 하지만 반투막은 적어도 한 종류의 이온 전달은 막으며, 전기적 중성을 유지하기 위해 그 이온과 반대 전하를 띤 이온의 확산을 제한한다.

그럼에도 불구하고 몇몇 이동성 이온의 움직임이 일어나기 때문에 용액의 조성은 변하게 되며 결과적으로 이온종의 최종 분포는 달라져서, 막을 사이에 두고 있는 두 용액 사이에는 전위차가 생기게 된다. 평형의 특징과 전위의 존재는 모두가 도넌에 의해 밝혀졌다(→ 도넌 평형).