哈恩发现了限定放射性物质沉淀与吸收条件的公式，这对于用放射化学方法分离并清除极少量放射性物质的过程非常重要。1919年，他开始用热化学与屈光测量方法研究物质微粒与晶体的结构。玻恩-法扬斯-哈珀关联定律是热化学基本定律之一。基于研究数据，他总结出关于化学键强度与微粒变形的基本结论，如离子水合热、折射率与物质升华热。1923年，他阐释了无机化学中的法扬斯定律，该定律用于判定某化学键是共价键还是离子键。在美期间，他借助回旋加速器以研究核反应，并与他人合作发现放射性铅同位素（合作者Voigt）与新的铼同位素