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정신기능을 측정하는 심리측정학의 발전에 이바지했고 심리검사에 대한 다중(多重) 요인분석이라는 통계적 기법을 개발했다.

원래 수학과 공학에 흥미를 느껴 뉴욕 이타카의 코넬대학교에서 전기공학을 공부했다. 잠시 토머스 에디슨의 조수로 일한 뒤 1912년부터 미니애폴리스에 있는 미네소타대학교에서 가르치기 시작했다. 학습심리학에 관심을 가지게 되어 1917년 시카고대학교에서 심리학 박사학위를 받았다. 카네기공과대학의 심리학과 과장으로 있다가 1924년 시카고대학교 심리학과 부교수, 3년 뒤 정교수가 되었다.

시카고대학교에서 28년 동안 근무하면서 심리측정 실험실을 세우고 심리측정학회를 설립했으며 많은 중요한 논문과 책을 썼다. 서스턴은 특히 개인의 태도와 지능의 측정에 관심을 가졌고 당시의 검사방법을 비판하는 〈검사의 신뢰도와 타당도 The Reliability and Validity of Tests〉(1931)를 썼다. 지능검사에서 일반적으로 사용하던 관념적인 '정신연령' 개념을 공격하고 대신 성취도를 비교하기 위해 백분위를 사용해야 한다고 주장했으며 개인의 태도와 의견을 양극단의 연속선상에 놓는 평정(評定) 척도를 개발했다.

서스턴의 주요저작 〈정신의 벡터 The Vectors of Mind〉(1935)에는 심리검사 결과 사이의 상관관계를 설명하는 요인분석방법이 나와 있다. 그는 어떤 한 요인이 다른 요인보다 더 일반적으로 적용될 수 있다는 생각을 부인하고, 요인분석의 통계적 방식을 고안해 한번에 특정한 검사를 실시하여 성취도에 영향을 미치는 모든 요인을 평가했다. 이러한 방식을 이용한 그의 지능연구로 추론능력, 어휘력, 언어이해력, 수리력, 공간지각력, 기계적 기억력과 같은 요소들을 측정하는 '1차 정신능력검사'(1938)가 나왔다.

〈다중요인분석 Multiple-Factor Analysis〉(1947)은 〈정신의 벡터〉를 광범위하게 개정한 주요저작이다. 1952년 시카고대학교에서 채펄힐의 노스캐롤라이나대학교로 심리측정 실험실을 옮겼고 이곳에서 죽을 때까지 심리학 교수로 재직했다.