1833—1834年间，法拉第从事化学特别是电化学方面的研究工作。法拉第注意到，在电解中，传导和绝缘不是绝对对立的，是可以转化的。电解液在冷冻状态时是绝缘体，而一旦溶化为液体后就具有传导性。电解机制就是当电流流过电解质溶液时，溶液中产生了极化粒子，极化粒子连锁传递进行分解和再化合，被分解的物质在电极上析出。在电解过程中，第一步是产生极化，第二步是粒子发生分解。对于绝缘体来说，即使存在电势差，物质粒子也只能停留在第一步的檄化状态，因而不会有电解现象。法拉第将自己的研究成果总结成《电化分解》—文，发表在1834年《哲学杂志》上。在这篇文章中，法拉第澄清了人们头脑中的一些模糊概念，首次引入阳极、阴极、电解质、阴离子、阳离子等确切术倍，提出了著名的法拉第电解定律。具体内容为：①电流的化学力，与通电的绝对量成正比；②电化当量与寻常的化学当量相符并相同。在现行教科书中，大部分采用下面的形式来表述法拉第电解定律：①电解时，在电极上析出或溶解掉的物质质量，与通过电极的电量成正比；②物质的电化当量等于它的化学当量。法拉第电解定律是电化学领域的基本定律，法拉第电解定律也是电荷不连续性的最早的有力证据。我们知道，一摩尔一价的物质（如硝酸银），每个分子在电极上交换一个电子而发生电化学反应，其所需的电量为1.6022×10-19×6.022×1023=96485库仑≈96500库仑通常将这一电量的数值规定为电量的单位，称为一个“法拉第”。
1838年，法拉第从事稀薄气体放电实验。他用一个发电机通过两根铜杆电极使得玻璃管中的稀薄空气柱放电，这就是人们常说的辉光放电现象。法拉第发现辉光从正极发出，直射阴极，但在接近阴极的地方被一暗区遮断，后来人们称这一暗区为“法拉第暗区”。由于当时真空技术落后，这一发现没有受到重视。不过法拉第当时已经看到：“同正的和负的放电的各种条件有关的结果，将在电学哲学上产生比我们现在想像的还要深远得多的影响。”
现在我们知道，辉光放电是气体分子在电场作用下电离后发生的现象，其特征是所需电压较高而电流密度很小。辉光的部位同管内所充气体的压强有关，彩色随气体种类而异。日光灯、霓虹灯等就是辉光放电现象的具体应用。
法拉第那颗喜欢追根问底的心，并没有中止去继续解开电和磁之间的关系之谜，他还想知道磁能否影响光学现象。为此，他做了偏振光通过磁场（当时，法拉第头脑中磁场的概念还不明确）后偏振面旋转的实验，在1845年9月13目的实验日记中写道：7498（法拉第实验所编的序号）
“今天研究了磁力线通过不同物体（在各个方向都是透明的）的情形，我同时让一偏振光通过这些物体，而后用尼科耳棱镜或其他方法来检查这一光线。用的磁石是电磁石，其中一个就是我们的圆柱形大电磁石，另一个是临时用铁芯插入一个绕在框架上的螺线管而成，它远不及前者那么强。我把五只电池的电流同时送过这两个线圈，并用接通或断开电流的方法使这两块磁石生磁或断磁。”
法拉第让偏振光通过空气和几种其他透明物质，并没有发现偏振光的任何变化。他又改进了实验方法，在实验日记中写道：7504，“我用一块2英寸长、1.8英寸宽、0.5英寸厚的重玻璃（即硅硼酸铅）来做实验。当同名磁极或异名磁极放在（偏振光行进方向的）两边或者同名磁极放在同一边时，无论是用不变的电流或是用间歇的电流，都不产生什么影响。而当异名磁极放在同一边时，它们对偏振光就产生了影响，这证明磁力和光彼此是有联系的。”“当观察者最近的磁极是像磁针北极那样的标识极，而较远的极是非标识极时，光线的转动是向右的，因为目镜必须向右转动，或顺时针转动，以便赶上光线并使像恢复到当初的情况。当较远的磁极是标识极，而最近的极是非标识极时（这只要改变电流的方向就可以立刻做到），则光线的转动也随着变为向左，变更以后的范围仍与以前一样。只要磁力线一样，方向总是一样的。”
法拉第发现，沿着磁场方向传播的偏振光，通过一段距离后，其振动面旋转一定的角度，这就是现在人们称之为的“旋光现象”，也称为“法拉第效应”。
磁作用于光的事实，给法拉第一个启示：磁力不仅限于铁、钴、镍等少数物体中，而应当存在于所有物质中。没有一种物体不与磁有关，也不是所有物体与磁体都按相同的方式作用。法拉第为此进行了许多实验，实验结果不仅肯定了法拉第的观点，而且还卓有成效地把物质按磁作用方式区分为两大类：一类是顺磁体，如铁、钴、镍，它们总是被磁体吸引；另一类是抗磁体，这是一类为数众多的物质，这些物质都会被磁体排斥，它们在磁场中具有排斥磁力线的能力或运动到磁力线较少的地方的趋势（现在更精确地分类为铁磁质、顺磁质和抗磁质，法拉第所说的顺磁体实际上是现在所说的铁磁质）。
法拉第认为，在物质世界中的一切现象都一定以这种或那种方式互相联系着，于是，他试图确立电磁力与牛顿引力之间的关系。在1849年的日记中写道：“重力。这种力与电力、磁力和其他力的实验关系一定能够找出来，从而通过相互作用和等价的效应来确定这种关系。考虑了如何用事实或实验着手解决这个问题。”
但是，为了发现这一关系而进行的大量实验都失败了，法拉第在后来的日记中写道：“现在我的实验就到此为止。结果是否定的。但它们并没有动摇我的坚强信念，即重力和电力之间一定是有关系的，尽管未能证明这一关系的存在。”
一个世纪以后，另一位天才爱因斯坦绞尽脑汁几十年之久，企图建立一个“统一场论”，把电磁现象和重力现象联系在一起。但是和法拉第一样，爱因斯坦终身未能完成这项伟大工作。
从1835年开始，法拉第从事静电学方面的研究工作。在解释电荷之间相互作用问题时，库仑和其他人提出“超距作用”理论，认为电荷之间的吸引力和排斥力，与存在于两带电体间的物质无关，并且以无限大的速度超越距离立即作用。法拉第不同意这种说法。法拉第认为不相接触的带电物体间的相互作用不是直接发生的，而是通过中间的绝缘物质以有限速度传递的。为了证明自己的观点，法拉第又做了如下图所示的一个实验。
驳斥超距作用
把一个金属圆盘放在带电的圆柱体的上方（不接触），用三个金属做的检验小球分别放在f、g、h（检验小球与金属圆盘绝缘）的位置上，发现在g，h位置的小球出现感应电荷，而在，位置的小球则不发生感应，好像带电圆柱体对它不产生作用一样。依据超距作用观点，作用应沿着直线传递，在f位置的小球应该优于其他位置的小球而出现感应电荷。这一结论与事实不符，事实似乎是作用沿着曲线传递，因此只能认为超距作用是不存在的。电的吸引或排斥是借助于绝缘物质的邻近微粒分子间的作用而传递的。法拉第把这样的绝缘物质称为“电介质”。法拉第还发现，两个带电体之间的电力作用随着电介质的性质而变化，这样就导致了电介质“电容率”或“介电常数”的重要概念。
法拉第还做过有名的金属圆筒实验（或称冰桶实验）。其主要内容是用两个验电器A和B，把一个只有小孔d的封闭金属圆筒c固定在验电器B上，用莱顿瓶使圆筒d和验电器B带电，然后用一个装有绝缘柄的金属小球e与圆筒外表面接触后再和验电器A接触，如此重复若干次，观察到A中的金箔显著地张开，表明圆筒d的外表面是带电的。如果将小球e与金属圆筒d的内表面接触后再与验电器A相接触，则尽管重复多次，A中的金箔并不张开，说明金属圆筒d的内表面不带电。由此法拉第证明了导体的电荷仅分布在外表面上。