Ha compiuto studi fondamentali nella cristallografia, sul consolidamento magmatico e vari studi sull'analisi di rocce metamorfiche e magmatiche.
Dal 1921 al 1940 ha contribuito come editore della rivista Zeitschrift für Krystallographie und Mineralogie, fondata da Paul Groth a Strasburgo nel 1877.
Nel 1948 venne insignito della Medaglia Roebling, uno dei massimi riconoscimenti in campo petrografico e mineralogico.
Dopo la sua morte è stata costituita la Paul Niggli Foundation, che ha il compito di individuare e premiare gli studiosi più meritevoli nel campo, svizzeri, di età inferiore ai 35 anni e fornire loro prospettive di carriera.