Birkeland fattet stor interesse for den britiske fysikeren James Clerk Maxwells (1831–1879) teorier om elektromagnetiske bølger og de såkalte Maxwells ligninger. Han interesserte seg også for laboratorieforsøkene som den tyske fysikeren Heinrich Rudolf Hertz (1857–1894) hadde beskrevet. Selv om fysikkundervisningen ved universitetet manglet elektromagnetisme i pensumet, valgte han å studere fysikk fremfor matematikk. Dette fordi han regnet det som lettere å studere matematikk på egen hånd.