第二方面，焦耳在研究电动机的过程中，注意到了热量的问题，于是开始研究电流。他不断实验，最终发现了规律，并进行总结和整理，得出了焦耳定律。这个定律提出电流通过导体，热量高低与电阻和通电时间成正比。这一定律使电学有了很大的发展。

第三方面，他测定了热和机械功之间的当量关系，这也是他最大的贡献。他设计了一系列的实验，不断更换设备和材料，可最终所得的结果却相差不大，并且随着精度的提高，结果越来越相近。发现能量之间会发生转换，并且总的质量是不会变的。在这样的研究结果下提出了能量守恒定律，这一定律的提出有着划时代的意义。

第四方面，关于气体的研究，他做了一个实验，研究气体在膨胀和压缩时温度产生的变化。通过对气体分子运动速度与温度的关系研究，成功的计算出了气体分子的运动速度。这一理论的提出，对后世研究气体分子有着重要的贡献，这些都是焦耳的贡献。