Han utvecklade avsevärt den av Bunsen och Kirchhoff 1859 införda metoden att spektroskopiskt identifiera grundämnen och upptäckte 1875 i zinkblände med denna metod ett nytt grundämne, som han efter Frankrike (latin Gallia) gav namnet gallium. Samma år framställde han detta i metallisk form och visade att det utgjorde det