Джон Фенн окончил колледж в Кентукки, докторскую диссертацию защитил в Йельском университете (1940), затем преподавал, а в 1967-1987 годах работал в Йельском университете, стал профессором. Достигнув семидесятилетнего возраста, Джон Фенн оставил кафедру и занялся масс-спектроскопическими исследованиями. В основу его работы легла теория образования заряженных ионов при распылении образца в электрическом поле, разработанная М. Доле в 1968 году. Принципиальным отличием такого метода ионизации является то, что в масс-спектрометр вводится не образец для его последующего перевода в газоообразное состояние и ионизации, а готовый ион, образующийся в специальной приставке, которая представляет собой пульверизатор (электроспрей), на выходную иглу которого подается напряжение в несколько тысяч вольт.
Еще в 1984 году Джон Фенн впервые соединил электропульверизатор с масс-спектрометром, а в 1988 году сообщил, что по масс-спектрам многозарядных ионов пептидов и белков можно определять их молекулярные массы с точностью 0, 01 %. Последующее развитие метода ионизации распылением в электрическом поле было направлено на повышение его чувствительности, сокращение объема анализируемых растворов за счет уменьшения скорости распыляемого потокас десятков ликролитров в минуту до нанолитров. По сравнению с методом матрично-активированной лазерной десорбции японского ученого К. Танаки метод Фенна более трудоемкий, но в сочетании с тандемной масс-спектроскопией дает максимуи информации об анализируемом белке, особенно если строение его неизвестно. В 2002 году Джон Фенн был удостоен Нобелевской премии по химии за разработку масс-спектрометрического метода исследования биологических макромолекул, в частности с помощью электроспрея. Этот метод получил применение при молекулярных исследованиях, например, для испытаний сложных молекулярных соединений в фармакологии.