Parkin erforscht die Wechselwirkungen dünner Materialschichten und entdeckte, dass der Riesenmagnetowiderstand (GMR-Effekt) in vielen Materialien praktisch anwendbar ist. Auf dieser Grundlage entwickelte er neuartige Leseköpfe für Computerfestplatten und machte so die hohe Speicherkapazität heutiger Computer erst möglich. Aktuell forscht er an Spintronik-basierten Alternativen zu magnetischen Festplatten, die energiesparend ohne jede Mechanik funktionieren sollen. Der Spin macht Elektronen zu kleinen magnetischen Einheiten. In diesen magnetischen Einheiten lassen sich Information speichern.
Nach Studium und Promotion an der University of Cambridge im Vereinigten Königreich forschte Stuart Parkin zunächst an der Université Paris-Sud in Paris/Frankreich. 1982 verließ er die akademische Forschung und ging in die USA an das San Jose Research Laboratory des Chipkonzerns IBM. Dort wurde er zum Leiter der Magnetoelektronik-Gruppe des Forschungszentrums in Almaden/USA ernannt. Seit 2014 ist der Physiker Direktor und Wissenschaftliches Mitglied am Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik in Halle sowie Alexander von Humboldt-Professor an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg. Für seine wissenschaftlichen Erfolge wurde Parkin vielfach ausgezeichnet, etwa 2013 mit der Swan Medal des Institute of Physics (London/UK), 2014 mit dem Millennium-Technologiepreis der finnischen Akademie für Technologie oder 2021 mit dem King Faisal International Prize (KFP) in Science. Parkin ist Fellow/Mitglied mehrerer Wissenschaftsakademien wie der Royal Society (UK) und der Nationalen Akademie der Wissenschaften der USA. Der Leopoldina gehört er seit 2015 in der Sektion Physik an.
Die APS Medal for Exceptional Achievement in Research ist die höchste Auszeichnung der American Physical Society (APS), einer gemeinnützigen und 50.000 Mitglieder starken Organisation, die sich für Fortschritt und Verbreitung des Wissens über Physik einsetzt. Der Preis ist mit 50.000 Euro dotiert und gilt als eine der bedeutendsten Auszeichnungen im Bereich der Physik. Jährlich wird nur ein Wissenschaftler oder eine Wissenschaftlerin geehrt. Parkin erhält den Preis im Januar 2024 in Washington D. C./USA.
Der Charles-Stark-Draper-Preis wird alle zwei Jahre an Ingenieurinnen und Ingenieure aller Fachrichtungen verliehen. Die United States National Academy of Engineering (NAE) würdigt damit Forschungsleistungen, die einen bedeutenden Einfluss auf die Gesellschaft haben, indem sie die Lebensqualität verbessern, ein freies und komfortables Leben ermöglichen und/oder den Zugang zu Informationen gestatten. Der mit 500.000 US-Dollar dotierte Preis gilt als eine der bedeutendsten Auszeichnungen für Ingenieurleistungen überhaupt.