Il montra en 1895 que les rayons cathodiques sont constitués de corpuscules d'électricité négative. Ses recherches sur les émulsions, les lames minces et le mouvement brownien l'amenèrent à déterminer de plusieurs façons le nombre d'Avogadro, donnant ainsi une preuve décisive de l'existence des atomes. Il étudia les phénomènes de fluorescence et expliqua le rayonnement émis par le Soleil par la différence entre la masse initiale de l'hydrogène et celle de l'hélium formé au cours des réactions thermonucléaires. Il fonda le palais de la Découverte en 1937. (Prix Nobel 1926.)
