Уильям Томсон — автор трудов по многим разделам физики (термодинамика, теория электрических и магнитных явлений и др. ). Он дал одну из формулировок второго начала термодинамики, предложил абсолютную шкалу температур (шкала Кельвина). Экспериментально открыл ряд эффектов, названных его именем (в т. ч. эффект Джоуля — Томсона).