Badał procesy oddychania komórkowego, grup prostetycznych enzymów flawinowych i dehydrogenaz, enzymów oddechowych (tzw. oddechowy enzym Warburga, cytochromy) oraz mechanizm oddychania tkanek rakowych.
Otto Heinrich Warburg (ur. 8 października 1883 w Freiburgu (Badenia), zm. 1 sierpnia 1970 w Berlinie) – biochemik niemiecki, syn Emila Warburga, laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny w roku 1931 za odkrycie budowy i działania enzymów oddechowych.
Dokonał odkrycia roli witaminy (PP i B2) w dziedzinie procesów fizjologii komórek nowotworowych oraz odkrył enzymy oddechowe w żywych komórkach, określił ich budowę i działanie, za co otrzymał w 1931 Nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny.
Od 1915 profesor Uniwersytetu w Berlinie, od 1930 dyrektor Kaiser-Wilhelm-Institut für Zellphysiologie w Berlinie-Dahlem. Od 1934 członek Towarzystwa Królewskiego (Royal Society) w Londynie.
Profesor Otto Warburg już na początku XX. wieku twierdził, że osłabiony układ immunologiczny i zaburzona przemiana materii prowadzą do powstawania komórek nowotworowych w organizmie człowieka. Udowodnił, że rozwój raka jest procesem anaerobowym. Twierdził, że: komórki nowotworowe odżywiają się glukozą, a nie tlenem, jak komórki zdrowe. Spożycie cukru przeto podnosi poziom glukozy i dostarcza paliwa selektywnie zużywanego przez komórki nowotworowe.