Tradusse il trattato De Medica del filosofo Celso. Gettò le basi della fisica molecolare e i suoi scritti si trovano riuniti negli Annales de physique et de chimie, ma la sua opera più nota fu senz'altro la legge che porta il suo nome e quello del fisico Jean-Baptiste Biot, con il quale egli misurò il campo magnetico generato da un filo percorso da corrente.
Nel campo dell'acustica fu l'inventore del sonometro, del polariscopio e della ruota dentata che porta il suo nome.
Inoltre fu membro dell'Académie des sciences, eletto nel 1827 e titolare della cattedra di fisica teorica e sperimentale del Collège de France, nominato nel 1836, in seguito ad André-Marie Ampère e prima di Henri Victor Regnault. Oltre a ciò, fu eletto membro straniero della Royal Society il 30 maggio 1839.
Il liutaio Jean-Baptiste Vuillaume collaborò strettamente con lui per migliorare le prestazioni dei suoi strumenti.