大学就任教授。1857年，他计算出电子信号在无阻抗旅电线中的传播速度等于光速。1859年他提出了他的热辐射定律，两年后予以了证明。1854年，基尔霍夫应召来到了海德堡大学，物理学研究的同时，他和罗伯特·本生一起进行光谱学研究。1861年他们一起发现了铯和铷这两种元素。次年因这一贡献基尔霍夫获得了拉姆福德奖章。同年在海德堡大学，他与组织了和当年恩斯特·弗朗茨·诺伊曼相同模式的数学物理讨论会，和索菲娅·柯瓦列夫斯卡娅都曾参加过这个研讨会。1875年他接受了柏林大学的理论物理学系主任的位置。他使用麦克斯韦方程