Stoney publisert 75 vitenskapelige artikler i en rekke tidsskrifter, hovedsakelig i journalene til Royal Dublin Society. Han gjorde betydelige bidrag til kosmisk fysikk og til teorien om gasser. Han estimert antall molekyler i en kubikkmillimeter gass ved romtemperatur og trykk, fra data oppnådd fra kinetiske gassteori. Hans viktigste vitenskapelig arbeid var unnfangelsen og beregning av størrelsen til et «atom av elektrisitet». I 1891 foreslo han begrepet «elektron» for å beskrive den grunnleggende enhet av elektrisk ladning. Hans bidrag til forskning på dette området la grunnlaget for den endelige oppdagelsen av denne partikkelen av Joseph John Thomson (1856-1940) i 1897.