Unter den vielen bedeutenden wissenschaftlichen Leistungen Kratkys zählt seine Entwicklung und Anwendung des Verfahrens der Röntgenkleinwinkelstreuung zu den bedeutendsten. Dieses Verfahren ermöglicht die zerstörungsfreie Untersuchung von biologischen Stoffen, synthetischen Materialien sowie Metallen, Legierungen und Glas. Während bei der üblichen Röntgendiagnostik nur ein Schattenbild untersucht wurde, werden bei der Röntgenkleinwinkelstreuung die aus dem einfallenden Röntgenstrahlenbündel unter besonders kleinen Winkeln abgelenkten beziehungsweise gestreuten Strahlen beobachtet, die beim Durchgang durch ein Objekt auftreten.
Da man es dabei mit Makromolekülen und Kolloidteilchen zu tun hat, die die 100- bis 1000-fache Größe eines Atoms haben, muss die Abbeugung unter sehr kleinen Winkeln erfolgen. Vorteil dieses Verfahrens ist, dass es nicht nur zerstörungsfrei arbeitet, sondern die gewonnenen Ergebnisse präziser sind, als es damalige Elektronenmikroskope leisten konnten. Weiters können mit diesem Verfahren Wägungen zur Gewichtermittlung durchgeführt werden. Otto Kratky entwickelte auch die nach ihm benannte Kamera, die unter anderem auch von der NASA eingesetzt wurde.
Er studierte an der Universität Wien Chemie und schloss im Jahr 1927 mit dem Dipl. Ing. ab, promovierte 1929 zum Dr. techn. und war zwischen 1928 und 1933 als wissenschaftlicher Assistent am Kaiser-Wilhelm-Institut für Faserstoffchemie in Berlin tätig. Im Jahr 1933 kehrte er an die Wiener Universität als Assistent am I. Chemischen Universitätslaboratorium zurück, wo er 1936 Abteilungsleiter wurde. 1940 erfolgte die Bestellung zum Leiter der Röntgenabteilung am Kaiser-Wilhelm-Institut für Physikalische Chemie und zwischen 1943 und 1945 war er als Professor und Direktor des Instituts für Physikalische Chemie an der Deutschen Technischen Hochschule Prag tätig.
Nach Kriegsende bekleidete er zwischen 1947 und 1948 das Amt des Dekans der Philosophischen Fakultät an der Universität Graz, wo er auch 1956 bis 1957 als Rektor tätig war. Er forschte und lehrte in den Jahren 1946 bis 1972 als Vorstand des Instituts für Physikalische Chemie in Graz. Zwischen 1959 und 1969 war er Vizepräsident des Österreichischen Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung und von 1972 bis 1982 Direktor des Instituts für Röntgenfeinstrukturforschung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften in Graz.