Neben seiner Beteiligung an den Arbeiten seines Vaters forschte er auf weiteren Gebieten, besonders über die Phosphoreszenz des Lichts und die chemischen Wirkungen desselben, welche einen wichtigen Teil seines Werks La lumiére, ses causes et ses effets bilden.
Er zeigte mit Hilfe seines Phosphoroskops (Phosphoroskop nach Becquerel), dass die Phosphoreszenz eine allgemeine Erscheinung, und dass das Phosphoreszenzlicht nur eine Wiederausgabe des von den Körpern vorher absorbierten Lichts ist.
Auch untersuchte er die elektrische Leitfähigkeit verschiedener Stoffe für den galvanischen Strom, die Wärmewirkung des Stroms in Flüssigkeiten und die magnetischen (Entdeckung des Paramagnetismus flüssigen Sauerstoffs), respektive diamagnetischen Eigenschaften vieler Substanzen. Er hat weitere Forschungen zur Optik und Elektrizität durchgeführt.
