Il étudiait les différentes couleurs de la lumière du soleil à l'aide d'un prisme quand il a remarqué que la température était la plus élevée juste au-delà de l'extrémité rouge du spectre visible. Il a conclu qu'il devait y avoir un rayonnement invisible au-delà du feu rouge, qu'il a appelé les "rayons calorifiques" (rayons de chaleur).
Cette découverte a conduit au développement du domaine de la spectroscopie infrarouge, qui est utilisée pour étudier la composition chimique des matériaux.