Finsen var hemmet av en alvorlig hjertelidelse, og måtte avstå fra alt praktisk legearbeid fra 1890. Han ble ansatt som undervisningsassistent i anatomi ved Københavns Universitet, hvor han startet en resultatrik forskning på lysets virkning på enkelte hudsykdommer. I 1893 ble han kjent i Danmark for en avhandling om rødt lys' virkning på kopper.