开创了放射性理论，发明了分离放射性同位素的技术；发现了放射性元素钋和镭；提出了射线是带负电荷的微粒的观点；第一次分离出纯的金属镭，炼出了十分之一克极纯净的氯化镭，并准确地测定了它的原子量；主要科学著作有《同位素及其组成》、《论放射性》、《放射性物质及其辐射的研究》等。