卑斯山脉寻找实验的晶体和矿物，他将它们研碎、燃烧甚至咀嚼、嗅闻，以发现和分类它们的元素属性。史密森的研究工作不拘一格，研究范围从咖啡制作所使用的炉甘石，到黄铜提炼中的菱锌矿。他还研究过人泪、蛇毒及其它一些自然事物的化学属性，共发表过27篇论文。他被亨利·卡文迪什提名为伦敦皇家学会候选院士，并于1787年4月26日正式当选。史密森也曾与约瑟夫·普利斯特里、约瑟夫·班克斯爵士、安托万-洛朗·德·拉瓦锡以及理查德·柯万一起共事过。1791年7月7日，他在皇家学会发表了第一篇论文《对天竺黄所做的一些化学实验报告》