Przez wiele lat pracował przy budowach i remontach dróg i mostów; prowadził prace z zakresu optyki o fundamentalnym znaczeniu; był jednym z twórców falowej teorii światła. W 1822 roku odkrył i wyjaśnił polaryzację kołową i eliptyczną światła; wytłumaczył zjawisko skręcenia płaszczyzny polaryzacji; zbadał zjawisko przechodzenia światła przez granicę 2 dielektryków i w 1823 roku sformułował jego prawa; opracował teorię dwójłomności kryształów i aberracji rocznej światła gwiazd; przeprowadził doświadczenia nad wpływem ruchu Ziemi na zjawiska optyczne, co stało się podstawą elektrodynamiki poruszających się ciał i szczególnej teorii względności.