Magnélis forskning gällde framför allt metalloxiders strukturkemi. Hans undersökningar av kristallstrukturer hos komplexa molybden- och volframoxider samt hos s.k. volframbronser visade bl.a. förekomsten av homologa serier av fasta faser. De har varit viktiga för kunskapen om sambanden mellan fasta ämnens struktur och sammansättning. Magnéli var sekreterare i Vetenskapsakademiens Nobelkommitté för