1855~1856年，他发表了第一篇关于电磁理论的论文：《论法拉第的力线》。在这篇论文中，采用数学推理和类比方法，用数学语言表述法拉第的力线概念。他用不可压缩的流体的流线类比电场线，从而得到一个物理现象的几何图象。并对电磁感应作出理论解释，他的目标是统一已知的电学和磁学定律。
1861~1863年，他发表了《论物理的力线》的论文。这时他已突破了仅靠几何上类比的方法，转用模型来建立假说。他创造性地提出了两个重要的假设：位移电流和涡旋电场。利用他构造的电磁以太模型，不仅说明法拉第磁感应的应力性质，还建立了主要电磁想象之间的联系，预言了电磁波的存在。
1865年，他发表了《电磁场的动力学理论》的论文：全面论述了电磁场理论，提出了电磁场的普遍方程组，共20个方程，包含20个变量，后经赫兹和亥维赛的整理和约简，就成了经典电动力学主要基础的麦克斯韦方程组。在这部著作中，他明确论述了光与电磁现象的同一性，奠定了光的电磁理论基础。