Først og fremst var Tyndall eksperimentator og instrumentbygger, han var ellers lite opptatt av abstrakte modeller. Men i sine eksperimenter med stråling- og varmeabsorpsjon for gasser, hadde han en underliggende agenda for å forstå fysikken til molekyler. Tyndall sa i 1879: «I løpet av ni år med arbeid om emnet stråling [i 1860], ble varme og lys håndtert bare av meg, ikke som den som endelig forstår sakens natur, men ved instrumenter som ved hjelp av sinnet kanskje muligens kan begripe de partiklene som er involvert.» Denne agendaen er eksplisitt i tittelen han valgte for sin bok fra 1872. Den finnes mindre eksplisitt til stede i hans mye leste bok fra 1863. Foruten varme undersøkte han også magnetisme og lydutbredelse som relateres til molekylære fenomener. Usynlige molekylers oppførsel var det egentlige grunnlaget for alle fysiske fenomener. Med denne tankegangen og sine eksperimenter skisserte han en forklaringsmodell hvor forskjellige stoffer har ulik absorpsjon av infrarød stråling fordi deres molekylære strukturer gir dem ulik resonanser. Han hadde fått ideen til resonans fordi han hadde sett at noen typer molekyler har ulik absorpsjon avhengig av frekvensen til strålingen, og han ble helt overbevist om at den eneste forskjellen mellom én type stråling og en annen er frekvensen.