En les seves investigacions sobre la conducció de l'electricitat en gasos de baixa pressió, va descobrir que a mesura que la pressió es baixava, l'electrode negatiu (catode) semblava emetre raigs (els anomenats "raigs catòdics", ara coneguts com un corrent d'electrons lliures, i utilitzats en dispositius de visualització de raigs catòdics). Com indiquen aquests exemples, va ser un pioner en la construcció i l'ús de tubs de buit per a l'estudi dels fenòmens físics. Va ser, com a conseqüència, un dels primers científics a investigar el que ara es diu un plasma i el va identificar com el quart estat de la matèria el 1879.
l'espintariscopi