I 1895 fikk Finsen sitt internasjonale gjennombrudd med sin kullbuelysbehandling av hudtuberkulose. Behandlingen regnes som en milepæl i dermatologien. Finsen betraktes gjerne som «den moderne lysterapiens far» og en forløper for strålebehandlingen. I 1896 ble et lysinstitutt, senere kalt Finsen-Institutet, opprettet i København.