1747年，富兰克林对莱顿瓶进行了研究，阐明了电容器的原理。1749年到1751年间，他仔细观察和研究了雷、闪电和云的形成，提出了云中的闪电和摩擦所产生的电性质相同的推测。1752年富兰克林在费城进行了震动世界的电风筝实验:在雷电交加的情况下，利用风筝将大气电收集到莱顿瓶中，使其充电，由此证明了他所提出的“闪电和静电的同一性“的设想。 根据这一理论和他对尖端接地导体放电现象的发现，1750年提出了关于避雷针的建议。这一建议首先于1852年在法国马利大学得到应用。

富兰克林还支持光的波动学，1758年与剑桥大学化学教授约翰·哈特莱合作利用醚的蒸发得到-25℃的低温，首先发现蒸发致冷原理。

数学

在数学上，富兰克林创造了8次和16次幻方。 这两种幻方性质特殊，变化复杂，至今仍为学者们所称道。

热学

富兰克林阐述了热传导理论。 1742年，他发明的新式取暖炉，以省燃料，热效高闻名，很快得到推广，人们称其为“富兰克林炉“。