I samband med undersökningar av platina 1803–04 upptäckte Wollaston palladium och rodium och uppfann pulvermetallurgiska metoder för framställning av mekaniskt bearbetningsbar platina. Han var en ivrig förespråkare för Daltons atomteori. Som fysiker är han främst känd för metoden att bestämma ett ämnes brytningsindex genom totalreflexion och för upptäckten 1802 av de