En 1874 enunciaron una teoría, la cual propone que el carbono posee una forma tetraédrica, además de las formas asimétricas
En 1865 propuso la estructura cíclica del benceno, que representó como un hexágono con tres enlaces simples y tres dobles enlaces intercalados en la estructura.
En 1845 realizó sus primeros estudios sobre la hulla y sus bases (aminas y compuestos relacionados), con lo que demostró la estructura de la anilina (colorante). Años después, en 1856, inventó la quinina, un compuesto muy útil contra la malaria.
En 1870 después de realizar estudios sobre las reacciones de adicción de alquenos, enunció la regla que lleva su nombre
En 1875 con base en la teoría del carbono tetraédrico, propuso sus proyecciones para representar la estructura de los monosacáridos, lo cual fue fundamental para su colosal investigación sobre los carbohidratos.
En 1784 demostró que los productos de origen animal y vegetal están constituidos por los elementos carbono (C) e hidrógeno, principalmente, además de oxígeno (O), nitrógeno (N), azufre (S) y fósforo (P) en pequeñas proporciones.
En 1856 este científico alumno de Hoffman, teniendo 18 años intentó sintetizar la quinina por la oxidación de la anilina, de lo que obtuvo un compuesto colorido de tonalidad púrpura, patentó su descubrimiento y montó una fábrica.
En 1807 desarrolló un sistema de clasificación para los compuestos, los cuales son agrupados como inorgánicos (todos los compuestos de origen mineral) y orgánicos (todos aquellos que provienen de seres vivos).
En 1840 en sus extensos estudios, descubrió que las plantas emplean el dióxido de carbono (CO2) y el nitrógeno (N2) presente en la atmósfera, además de los minerales presentes en el suelo, para transformarlos en compuestos nitrogenados.
En 1828 diseñó un experimento en el que empleó cianato de amonio (una sal, por lo tanto, un compuesto inorgánico). Por medio de una serie de reacciones químicas obtuvo urea, un compuesto que hasta entonces sólo era obtenido de la orina de los animales, por lo tanto, un compuesto orgánico.
