Vid Reichsanstalt undersökte han liksom Ludwig Holborn metoder för mätning av höga temperaturer genom Henry Louis Le Chateliers termoelement, och samtidigt utförde han teoretiska arbeten i hydrodynamik, särskild om havsvågors och cykloners former, samt angående lagarna för värmestrålning, vilka 1893 ledde till hans bekanta lag om ändringen av strålningens våglängd med temperaturen, den så kallade Wienska förskjutningen.
1894 offentliggjorde Wien avhandlingen Über Temperatur und Entropie der Strahlung, och 1896 angav han en formel för sammansättningen av en svart kropps strålning. Dessa arbeten var så förtjänstfulla, att de förskaffade Wien 1911 års Nobelpris i fysik.
I Aachen ägnade Wien sig åt studiet av elektricitetens gång genom gaser, vilket han sedan fortsatte (Elektrische Entladungen in verdünnten Gasen, i "Annalen der Physik", 1898, 1901 och 1902). Han visade att, medan den negativa elektriciteten framfördes av elektroner med en massa uppgående endast till omkring en tvåtusendel av en väteatoms, så är den positiva elektricitetens bärare av omkring samma massa som den, vilken den genomströmmade gasens atomer innehar. Wien har sedan också utfört värdefulla undersökningar om röntgenstrålar, vilkas våglängd han sökte bestämma (1905).
^SNAC, SNAC Ark-ID: w6t155tb, läs online, läst: 9 oktober 2017.[källa från Wikidata]
^Aleksandr M. Prochorov (red.), ”Вин Вильгельм”, Большая советская энциклопедия : [в 30 т.], tredje utgåvan, Stora ryska encyklopedin, 1969, läst: 27 september 2015.[källa från Wikidata]
^Aleksandr M. Prochorov (red.), ”Вин Вильгельм”, Большая советская энциклопедия : [в 30 т.], tredje utgåvan, Stora ryska encyklopedin, 1969, läst: 28 september 2015.[källa från Wikidata]
