W swojej praktyce lekarskiej był propagatorem badań naukowych jako podstawy rozwoju medycyny. Opublikował szereg prac naukowych, m.in. An Introduction to the Use of the Laryngoscope (1886) i A Treatise on Rheumatism and Rheumatoid Arthritis (1890). Był współzałożycielem pisma Quarterly Journal of Medicine, które miało pomóc we wprowadzeniu badań naukowych jako metodę postępu nauk medycznych. Współpracował także z Frederickiem E. Battenem i Hugh Thursfieldem w pracach nad wydaniem podręcznika pediatrii Diseases of Children (1913).

Prowadził badania naukowe, w których starał się znaleźć powiązanie między wynikami badań biochemicznych (np. moczu) z regułami genetyki mendlowskiej.

Zajmował się badaniami nad dziedziczną chorobą alkaptonurią. Zaobserwował, że choroba dziedziczy się w sposób autosomalny recesywny i zaproponował wyjaśnienie patogenezy tej choroby poprzez związek między dziedziczonymi cechami a pewnego rodzaju niedoborem lub brakiem określonych enzymów potrzebnych dla normalnych procesów chemicznych w komórce. Uważał, że to determinanty dziedziczności kontrolują produkcję enzymów i że aktywność danego enzymu zależy od stanu związanego z nim genu.