Fra rundt 1887 dannet enkle observasjoner grobunn for Finsens teori om at sollyset måtte ha en biologisk virkning. Det var først og fremst hans egne lidelser som fikk ham til å tilbringe mer tid i solen, for å se om dette ga positive virkninger for hans eget helbred. Han prøvde å finne svar i fysiologien, men trakk til slutt konklusjonen at han selv hadde rett, og fysiologien feil. Han merket seg at en katt som ofte la seg på et tak utenfor vinduet hans, flyttet seg vekk fra skyggen og inn i solskinnet. Ved broen over Slotsholmen merket han seg en vannløper, som beveget seg raskt tilbake til et opplyst område så snart vannstrømmen hadde ført den ut i skyggen av broen.