Er befasste sich mit Kreislaufproblemen und leistete Beiträge zur Nerven- und Muskelphysiologie sowie zur physikalischen und physiologischen Optik. Er konstruierte mehrere Messgeräte, verbesserte das 1872 von Gabriel Lippmann entwickelte Kapillarelektrometer und erfand das Hämometer. Er berichtete über die Weltausstellung 1876 in Philadelphia. 1883 gelang ihm die erste Ableitung der elektrischen Gehirntätigkeit über die Kopfhaut, womit er eine wesentliche Voraussetzung für die Elektroenzephalografie schuf.