Som docent hos Victor Meyer upptäckte Goldschmidt i bensildioximen det första fallet av cis-transisomeri i omättade kväveföreningar (1883) samt kinonmonoximens tautomeri med p-nitrosofenol (1884). Hos van’t Hoff lärde han sig den unga fysikaliska kemins metoder, som han sedan tillämpade i organisk kemi. Mest kända är hans kinetiska och mekanistiska studier