Ses études sur le mouvement des corps pesants l'amenèrent à énoncer implicitement, en 1641, le principe de conservation de l'énergie. En 1643, il mit en évidence la pression atmosphérique, au moyen d'un tube à mercure, puis il énonça la loi qui porte son nom sur l'écoulement des liquides. En mathématiques, il calcula l'aire de la cycloïde (courbe décrite par un point fixe sur un cercle qui roule sans glisser sur une droite).
