Han skärper tonen mot både Israel och palestinierna och säger att de står vid ett vägskäl och gör bäst i att välja freden.
– Ett fortsätt bosättningsbyggande är kontraproduktivt, säger Obama bland annat med hänvisning till Israel.
Han vänder sig också till den andra parten. Palestinierna måste inse att Israel kommer att förbli en judisk stat och arabvärlden gör bäst i normalisera relationerna med Israel, säger han.
Barack Obama talade till omkring 600 studenter från olika universitet i Israel.
– Det finns möjligheter till två nationer. Det kommer att bli en lång och hård väg och de kommer tas med små, små steg. Men för fred i regionen måste den vägen väljas.
Varning till Iran
Obama riktade en skarp varning att ett Iran med kärnvapenkapacitet aldrig kan accepteras och vore en fara för hela världen och att han inte utesluter ett militärt ingripande.
Han säger sig föredra en diplomatisk lösning på dispyten om Irans kärnenergiprogram men upprepar sin varning för att det inte finns obegränsat med tid.
– Jag har klargjort USA:s position: Iran får inte skaffa kärnvapen, säger Obama.
SVT:s Samir Abu Eid rapporterade direkt i Rapport om talet:
– Man ska komma ihåg att de inbjudna för att lyssna var 600 universitetsstudenter och det tror jag var väldigt medvetet av Obama och hans rådgivare. Han talade till dem som har de åsikter som han har.
– Hade han däremot hållit talet i israeliska parlamentet hade han inte fått samma mottagande.
Hur var mottagandet hos palestinierna?
– Allmänt sett är de väldigt besvikna. Han har inte kommit med något konkret. Och hittills har han varit här i två dagar men bara några timmar på Västbanken.
Obama var också på plats i Ramallah vid de palestinska ledarnas högkvarter. Och Samir Abu Eid menade att det var viktigt för de palestinska ledarna med besöket.
– Det var ett blandat mottagande. För de palestinska ledarna var det förstås betydelsefullt att USA:s president kommer och träffar dem i Ramallah, i deras högkvarter så de kan träffas öga mot öga.
– Men det var också de som protesterade mot Obama men de tilläts inte komma nära honom.
Lovar Israel allt stöd
SVT:s utrikeskommentator Bo Inge Andersson kommenterade Obamas tal i direktsändning:
– Han började med att göra en djupdykning i den judiska historien och talar om hur mycket i den som påminner om USA, samma önskemål om frihet och ett förlovat land. Där lovar han också Israel allt stöd och uttalar att han är Israels bästa vän. Det är en väldigt tydlig markering, säger Andersson som menar att Obama under sitt besök har sagt och gjort en rad saker med en djup vördnad mot det judiska.
– Den här visiten har i hög grad varit en slags charmoffensiv gentemot Israel, säger han.
Lyssna på hela Bo Inge Anderssons analys i klippet intill.