Han utførte foreløpige eksperimenter på kongelering (frysepunkt) av kvikksølv i 1775, og identifiserte problemet med tidligere forsøk som skyldtes den brå endringen i volumet til kvikksølvet i termometeret da det endret tilstand. Apparat for en forbedret metode ble utviklet, og etter en serie nøye eksperimenter 1779–1782, ble frysepunktet bestemt til -39 °F. For dette arbeidet, høyt rost av Cavendish, ble han tildelt Royal Society's Copley Medal i 1783, sammen med John Goodricke (for ikke-relatert arbeid).