謝家麟1943年畢業于燕京大學物理系，1948年在美國加州理工學院物理系獲碩士學位，1951年在斯坦福大學物理系獲博士學位。主要從事加速器物理和技術方面的研究，領導過數項加速器建造工程，取得了一些重要成果。50年代初在美國領導建成當時世界上能量最高的一台醫用電子直線加速器。
1955年回國後，謝家麟歷任中國科學院原子能研究所、高能物理所研究員、加速器研究部副主任、高能物理所副所長、八七工程加速器總設計師、北京正負電子對撞機工程經理。
60年代初研製成功中國肪衝功率最大的速調管和中國最早的一台可向高能發展的30MeV電子直線加速器，國內第一台電子迴旋加速器等，均獲全國科學大會獎。並在此時期領導國防任務中子管的研製。1980年當選為中國科學院院士。1981—1986領導北京正負電子對撞機工程的設計，預研和建造。
1990年，北京正負電子對撞機工程獲得“國家科學技術進步獎特等獎”，謝家麟作為這項工程的主要領導者和總設計師，在獲獎人員中排名第一。1995年，獲胡剛復實驗物理獎，及何梁何利科技進步獎。
年逾古稀的謝家麟並未停下科研的腳步。近20年來，他又研製成功多種尖端技術的“混血兒”自由電子鐳射，使用創新的“前饋控制”方法提高了直線加速器的性能，在80歲高齡後還研製成功一種實用新型電子直線加速器，通過簡化電子直線加速器的結構，既提高了性能，又降低了造價。
通過在加速器領域的研究和建造，謝家麟培養了一批有實踐經驗的人才，為中國實驗核物理，加速器物理及技術和電真空工業的發展，起了推進的作用。發表過研究論文數十篇，並與趙永翔合著《速調管群聚理論》一書、主編《北京正負電子對撞機和北京譜儀》一書、與杜祥琬合編《1997自由電子鐳射國際會議論文集》、另著有《加速器-創造發明的故事》一書。
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