Otto Heinrich Warburg, né le 8 octobre 1883 à Fribourg-en-Brisgau (grand-duché de Bade) et mort le 1er août 1970 à Berlin, est un médecin, physiologiste et biochimiste allemand. En 1931, il reçoit le prix Nobel de physiologie ou médecine pour ses travaux sur les enzymes de la chaîne respiratoire.
Par ailleurs, il montre que les cellules cancéreuses modifient leur métabolisme en basculant sur un mode anaérobie, malgré la présence d'oxygène, appelé depuis effet Warburg. Il formula l'hypothèse non confirmée qu'un cancer provient d'un dysfonctionnement des mitochondries devenues incapables d'utiliser l'oxygène.
Il ne faut pas le confondre avec Otto Warburg (1859-1938), botaniste allemand et leader sioniste.
Otto Heinrich Warburg nait le 8 octobre 1883 à Fribourg-en-Brisgau (Bade-Wurtemberg), près de la frontière suisse. Il est le seul garçon d'une famille de quatre enfants. Ses deux parents sont protestants et ses grands-parents paternels sont juif orthodoxes.
Otto Heinrich Warburg est le dixième descendant direct de Simon Jacob, banquier à Warburg du Margrave de Hesse Cassel au XVIe siècle. Simon Jacob est juif et sommé par son souverain de se convertir au catholicisme ; il refuse et émigre à Altona, près de Hambourg, alors sous protection danoise, où il prend le nom de sa ville natale Warburg, fondant ainsi l'importante famille Warburg.
Son père est Emil Warburg, professeur de physique à l'Université et ami proche d'Albert Einstein. Sa mère est Elisabeth Gärtner, d'une vieille famille allemande fournissant administrateurs, juristes et militaires (son frère est général, tué au cours de la première Guerre mondiale).
En 1895, à l'âge de 12 ans, Otto Warburg entre au lycée de Friedrichswerder de Berlin pour ses études secondaires. Il se montre bon élève, mais espiègle et indiscipliné, n'en faisant qu'à sa tête. Par son père, Otto est en relation avec l'élite scientifique de Berlin.
En 1901, il entame des études de chimie à l'université de Fribourg-en-Brisgau, et les termine à l'université de Berlin sous la direction d'Emil Fischer qui fait de lui un pionnier de l'étude des oxydations biologiques. Warburg apprend de Fischer un style de travail rigoureux, fait de sérieux et d'intégrité personnelle, qu'il gardera toute sa vie. Il obtient son doctorat en chimie en 1906.
Il travaille ensuite dans le laboratoire de physiologie dirigé par Ludolf von Krehl, de l'université de Heidelberg jusqu'en 1914. Il poursuit parallèlement des études en médecine, obtenant son doctorat en médecine en 1911. Pour sa formation post-universitaire, il se rend souvent à la Stazione zoologica Anton Dohrn (institut de biologie marine de Naples).
En 1913, à l'âge de 30 ans, il est chercheur à la société Kaiser-Wilhem.
En 1914, il est engagé volontaire dans un régiment de cavalerie prussienne, les Uhlans de la Garde. Dans ce corps d'élite, il s'élève au rang de lieutenant. Engagé sur le front de l'est, il est blessé au combat, et décoré de la Croix de Fer de 1re classe.
En mars 1918, plusieurs mois avant la fin de la guerre, il reçoit une lettre d'Albert Einstein qui lui conseille de quitter l'armée : plutôt que de risquer sa vie dans une guerre en train d'être perdue, il valait mieux pour lui et son pays, qu'il serve en tant que savant.
Warburg se rend à ces raisons, et en 1966, dans une interview filmée, il dira que cette période militaire lui a appris une réalité de la vie qui lui échappait jusqu'alors : le maniement des hommes, l'apprentissage de l'obéissance et du commandement.
De retour à la vie civile en 1918, il reprend un poste au Kaiser-Wilhem Institut für Biologie de Berlin-Dahlem jusqu'en 1931.
En 1931, il est lauréat du Prix Nobel de physiologie ou médecine pour sa découverte de processus-clés de la respiration cellulaire et de différents systèmes enzymatiques.
Contrairement à ses maîtres, Otto Warburg n'a jamais tenu un poste académique d'enseignant ou d'administrateur. Il est resté un pur chercheur acharné disposant d'un laboratoire et d'une équipe d'une douzaine de personnes : le Kaiser Wilhem Institut für Zellphysiologie (Institut Kaiser-Wilhem de physiologie cellulaire).
Ce petit institut, financé par la Fondation Rockefeller, a été créé spécialement pour Otto Warburg en 1931. Il y travaille presque sans interruption jusqu'à sa mort en 1970.
En 1943, sous les bombardements de Berlin, Otto Warburg est contraint de déplacer son institution au nord de Berlin à Liebenberg. En 1945, les soviétiques occupent la zone et pillent son laboratoire. Après la guerre, le maréchal Joukov lui fit des excuses au nom du gouvernement russe en lui disant qu'il s'agissait d'une erreur et qu'on lui rendrait son matériel, mais il ne fut jamais retrouvé.