Tyndallt 1853-ban a londoni Royal Institution (Királyi Intézet) természetbölcselet-professzorává választották. Az intézetben Michael Faraday munkatársa és barátja lett. Eleinte a kristályok mágneses tulajdonságait tanulmányozta, de 1859-ben a különböző gázok hőelnyelő és hősugárzó képességét kezdte vizsgálni. Megállapította azt a meteorológiai szempontból fontos tényt, hogy a nedves levegő csekély hőmérséklet-változással nyeli el a hőt.
A nagy molekulák és a por fényszórását is vizsgálta; ezt a jelenséget ma Tyndall-effektusnak nevezik. Kísérletekkel támasztotta alá, hogy az ég kék színét a légkör molekuláin szóródó napsugarak okozzák. A jelenségre később Lord Rayleigh adott elméleti magyarázatot.
Ő mérte a végső csapást 1881-ben a
spontán nemzés régóta fenntartott elméletére:
bebizonyította, hogy csíramentes levegőben nem romlik
meg az élelmiszer. Tyndall több mint 16 könyvet és
145 cikket írt; ezek közé tartozik a Heat Considered
as a Mode of Motion (A hő mint a mozgás egyik formája;
1862), a Six Lectures on Light (Hat előadás a fényről;
1873) és a Forms of Water (A víz különböző
formái; 1872).