直到1600年，英国著名的医生、物理学家吉尔伯特发表了一部巨著《论磁》，他系统地总结和阐述了他对磁的研究成果，开创了电学和磁学的近代研究。《论磁》共有六卷，书中的所有结论都是建立在观察与实验基础上的。著作中记录了磁石的吸引与排斥，磁针指向南北，烧热的磁铁磁性消失，用铁片遮住磁石可使其磁性减弱等性质。他研究了磁针与球形磁体间的相互作用，发现磁针在球形磁体上的指向和磁针在地面上不同位置的指向相仿，还发现了球形磁体的极，并断定地球本身是一个大磁体，提出了“磁轴”“磁子午线”等概念。在这部著作中，也叙述了他对电现象的研究内容。他研究了十几种物质，发现它们中的大多数被摩擦后，同琥珀、玛瑙被摩擦后相似，可以吸引轻小的物体。他明确地指出，这是与磁现象有本质区别的另一类现象，并第一个称摩擦后的物质吸引轻小物体的原因为电力。他还制成了第一台验电器，并用它证明了离带电体越近，吸引力越大，以及带电体被加热或放在潮湿的空气中，其吸引能力就会消失等现象。对电的本质，吉尔伯特也试图加以解释，他认为物质内部存在一种“电液体”，带电体吸引其他物体时，“电液”就从带电体流向被吸引的物体。他还认为，带电体被加热时电性消失的原因是“电液”蒸发了。在吉尔伯特所处的时代，他提出的新概念，说明电是地地道道的物质，这具有特殊的意义。
自吉尔伯特研究电和磁以来的二百多年里，电与磁一直是毫无关系的两门学科。围绕电与磁，寻找自然现象之间的联系，逐渐成为西方科学研究的一种潮流。
到了18世纪20年代，人们对静电现象进行的研究才真正有所突破。1729年，英国发明家斯蒂芬·格雷受到盖里克等人的启发，利用静电仪进行了一系列电学实验。他发现了金属可导电，丝绸不导电，即导体和绝缘体的区别：用金属材料制成的线路能够把“电能”传输到很远的距离，但如果用丝绸等材料，则“电能”就不能传送。他还发现，带电物体靠近另一物体时，可以使另一物体带电，并且人体也可以带电，从而确定人体也是导体。
1733年，法国人查尔斯·佛朗克斯·迪费发现了可通过摩擦使绝缘起来的金属起电的现象，他进一步推论认为所有物体都可通过摩擦起电。通过实验，他最终把玻璃上产生的电叫作“玻璃电”，而琥珀上产生的电与树脂上产生的电相同，叫作“树脂电”。他还得到带相同电的物体相互排斥，带不同电的物体彼此吸引的研究结论。于是，他把电想象为“二元流体”的物质，当两种流体相遇就会结合在一起彼此中和。
1745年，荷兰莱顿大学物理学家彼得·范·米欣布鲁克设计出了一种内外表面都由金属覆盖的玻璃容器，可以用来储存大量的电荷，由于这是在莱顿大学流传出来的，后来人们就把这种储电瓶习惯上称为莱顿瓶。莱顿瓶是世界上第一种电容器。米欣布鲁克的进一步研究表明，在金属间所夹的玻璃层越薄，产生的电火花就越大。但这一实验现象完全无法以两种电流体的理论来解释，人们对电的认识急需要更进一步。
1信息起源001746年，美国科学家本杰明·富兰克林得到了伦敦友人赠送的一只莱顿瓶，随即着手进行对放电现象的研究。在实验的过程中，富兰克林观察到电火花的闪光和发出的噼啪声与天空的闪电非常相似，于是便猜测莱顿瓶的电火花可能就是一种小型的闪电。1750年，富兰克林进行了著名的风筝实验，利用飞上天空的风筝在暴风雨中接收天空的闪电给莱顿瓶充电，结果表明闪电其实就是静电。风筝实验成功后，引起了许多科学家的兴趣，有些人也跟着这样做，但这是一个非常危险的实验，1753年7月，俄国科学家利赫曼在进行风筝实验中不幸遭到闪电电击身亡。
富兰克林发现闪电和莱顿瓶储存的电是一样的电现象后，就想到利用尖端放电的原理将天空中威力巨大的闪电引入地下，以避免建筑物或人遭雷击，于是发明了避雷针。1760年，富兰克林在费城的一座大楼上竖起了一根避雷针，效果十分显著。
通过一系列的实验，富兰克林更创造性地提出了正电与负电的概念。他认为，电的本性是某种“电液体”，一切物体均包含有它。当某物体内的“电液体”与外界的“电液体”处于平衡时，该物体便呈电中性，当内部的“电液体”多于外界时，呈正电性，相反则呈负电性，并且正电和负电可以抵消。由于“电液体”总量不变，因此电能的总量不变。在摩擦起电的过程中，电并不是被创生而是被转移了。迪费所谓的“玻璃电”和“树脂电”实际上分别是正电和负电。
18世纪中叶以后，很多人进行了电荷力的定量研究，其中有非常著名的科学家卡文迪许和库仑。在18世纪60年代和70年代，经由富兰克林、化学家和物理学家约瑟夫·普里斯特利以及性情孤僻但富有的实验科学家亨利·卡文迪许的实验研究，逐步明确了电荷之间的吸引力或排斥力的大小与两者之间的距离平方呈反比关系，这个结论与引力关系比较相似。1777年，卡文迪许发表的论文里提出了电荷作用的平方反比律：电的吸引力和磁排斥力反比于电荷间距离的平方。
1777年，法国工程师、物理学家夏尔·奥古斯坦·库仑开始研究静电和磁力问题。当时法国科学院悬赏征求改良航海指南针中的磁针问题。库仑认为磁针支架在轴上，必然会带来摩擦，提出用细头发丝或丝线悬挂磁针。研究中他发现线扭转时的扭力和磁针转过的角度成比例，从而可利用这种装置测出静电力和磁力的大小，据此他发明了扭秤。1785~1789年，他用扭秤测量静电力和磁力，提出著名的库仑定律，即两静止点电荷间的作用力与它们所带电量之积成正比，与它们的距离的平方成反比。库仑定律与牛顿的万有引力定律十分相似，它的发现，使人们对物理世界的普遍规律有了进一步的认识，使电磁学的研究从定性进入定量阶段，是电磁学史上一块重要的里程碑。
1799年，通过用各种金属进行实验，意大利帕维亚大学教授伏打证明了锌-铅-锡-铁-铜-银-金是个金属电压系列，当这个系列中的两种金属相互接触时，系列中排在前面的金属带正电，排在后面的金属带负电。他把铜和锌作为两个电极置于稀硫酸中，从而发明了伏打电池。电压的单位“伏特”就是以他的名字命名的。此后，人们把用不同的金属片插入电解质水溶液形成的电池，通称为伏打电池。伏打电池不仅是最早出现的电池，还是最早的能连续提供电流的电源。它的出现，使人们第一次有可能获得稳定而持续的电流，这为研究电流现象打下了基础，从而大力促进了理论探索，推动了电化学的发展。电流概念的出现标志着电气时代的来临，因此伏打电池在科学史上具有十分重要的地位。
在伏打电池发明之后，世界各国都利用这种电池进行了各种各样的实验和研究。其中德国进行了电解水的研究，英国化学家戴维把2000个伏打电池连在一起，进行了电弧放电实验。戴维的实验是在正负电极上安装木炭，通过调整电极间距离使之产生放电而发出强光，这就是电用于照明的开始。
但是直到18世纪行将结束之际，电与磁的联系依然未被正确认识，库仑也探讨过电与磁的相关性，但在实验上一无所获，结果他相信电与磁没有什么关系。到了19世纪人们才终于认识到电与磁的内在统一性，促进了电磁学的大发展。
1820年，丹麦物理学家、化学家汉斯·奥斯特第一个发现了电流的磁效应。奥斯特早在读大学时就深受康德哲学思想的影响，认为各种自然力都来自同一根源，可以相互转化。他一直坚信电和磁之间一定有某种关系，电一定可以转化为磁，当务之急是怎样找到实现这种转化的条件。奥斯特曾经仔细地审查了库仑的论断，发现库仑研究的对象全是静电和静磁，确实不可能相互转化。他猜测，非静电、非静磁可能是转化的条件，应该把注意力集中到电流和磁体有没有相互作用来进行探索。
1819年冬至1820年4月间，在给学生讲“电学、伽伐尼电流和磁学”的一次讲课中，奥斯特尝试将磁针放在导线的侧面。当他接通电源时，发现磁针轻微地晃动了一下，正是这一轻微的晃动，使奥斯特马上意识到他多年孜孜以求的东西就要实现了。奥斯特紧抓不放，经过反复实验，证明了电流具有磁效应。
1820年7月21日，奥斯特发表了《电流对磁针的作用的实验》，引起了当时学术界的巨大轰动。电流磁效应的发现立刻引起了法国物理学家安德烈·马利·安培的关注。安培曾经长期认为库仑关于“电、磁没有关系”的理论是正确的，但奥斯特的实验结果震醒了他，安培第二天就对奥斯特的实验进行了重复，仅一周后他便向科学院提交了第一篇论文，提出了磁针转动方向与电流方向相关判定的右手定则；再一周后他向科学院提交了第二篇论文，论述了平行载流导线之间的相互作用问题。1820年底，安培便提出了著名的安培定律。奥斯特只是发现了电流对磁针有影响作用，安培却在极短的时间里将这一发现扩展到电流与电磁之间的相互作用，并接连发现了作用的大小和方向，给出了判定方向的方法及计算大小的公式。安培定律指出：两电流元之间的作用力与距离平方成反比。安培这一重要定律，构成了电动力学的基础。“电动力学”这一学科也是安培首先提出来的，主要研究运动电荷（电流）的科学。与之相对的是“电静力学”，库仑定律则是电静力学的基本定律。
在安培定律提出之前，“电流”尚未成为一个科学的概念，正是安培首先规定了电流的方向。然而他大概受了富兰克林的影响，认为电流是“电液体”由正极向负极流动所产生，因此，他把电流的方向规定为由正极流向负极。今天我们知道，电流的本质是电子由负极流向正极的运动，与安培规定的方向正好相反，但这并不影响安培在电学发展上做出的巨大贡献。1821年初，安培进一步提出了分子电流假说，认为物体内部的每一个分子中都带有回旋电流。当时人们对这一假说不以为然，直到70多年后人们才真正发现了这种带电粒子。
既然电流能产生磁效应，科学家们自然就想到磁也会产生电流效应，于是许多人为此做了不少实验。但是磁的电流效应并未立刻被发现。直到奥斯特的发现十年以后，英国物理学家迈克尔·法拉第和美国物理学家约瑟夫·亨利才完成了这一众人期待的发现。
1831年8月底，法拉第做了这样一个实验：在一个软铁环上绕上两段金属线圈，一段线圈与电池相连，另一段则与电流计相连。这时他发现，当电流接通的瞬间，电流计产生强烈的振荡，但马上又重新归零，当电流断开的瞬间，电流计又发生同样的现象。9月下旬，他将与电流计相连的线圈绕在一个铁圆筒上，又发现每当磁铁接近或离开圆筒时，电流计都有短暂的反应。这表明，磁确实可以产生电，虽然只是短暂的。法拉第进一步发现，仅仅用一根永磁棒插入或抽出线圈时，与线圈相连的电流计的指针就会发生偏转。法拉第终于用实验证明了磁感应电流的存在。11月24日，他向皇家学会提交了一篇论文，报告了他的重大发现。1834年，法拉第进一步发现了自感现象，单独一个线圈在接通或断开电流的瞬间总会产生一个很强的“额外”电流。法拉第不仅独自发现了电磁感应现象，其研究的深度和广度无人能及，而且他还运用自己创造的“场”和“力线”概念，提出了电磁感应定律。
法拉第认为电磁作用均需要媒介传递，他设想带电体或磁体周围有一种电磁本身产生的连续的介质，来传递电磁相互作用。他把这种看不见、摸不着的介质叫作“场”。他又引入了“力线”的概念，从而直观地显示了“场”的存在概念。电力线或磁力线由带电体发出，散布于空间，作用于其中的每一个电磁物体。1851年，法拉第发表的《论磁力线》一文中指出：只要导线垂直地切割磁力线，导线中就有电流产生，电流的大小与所切割的磁力线成正比。这就正式将电磁感应现象确立为一条定律。1845年，法拉第发现了磁的旋光效应即著名的法拉第效应。次年，他又提出光的本性是电力线和磁力线的振动。这一理论后来被麦克斯韦发展成为光的电磁说。
1827年8月，亨利就因为试制电磁铁而发现了自感现象，1830年8月，他又初步发现了电流引起的磁场在通电或断电时能产生瞬间的电流。虽然亨利的实验时间均在法拉第之前，但他的实验结果一直没有公开发表，所以人们还是将电磁感应现象的发现归于法拉第。