Brown-Séquard är känd för sina undersökningar av nervsystemet, binjurarna och den inre sekretionen. Han visade 1856 att borttagande av båda binjurarna hos djur leder till allmän svaghet och död, en sjukdomsbild som Thomas Addison 1855 hade beskrivit hos människan. Tillståndet kunde förhindras genom att binjurar inplanterades.