Ubrzo je uredio laboratoriju u napuštenom vagonu, kao i štampariju za svoje novine Grand Trunk Herald, koje je najvećim delom sam pisao; sa šesnaest godina je postao telegrafista i započeo karijeru pronalazača i izumeo i patentirao električni aparat za beleženje glasova na izborima.
Oko tri godine kasnije, 1869, izumeo je “tiker” s papirnom trakom, korišćen za slanje cena s berze širom zemlje, prodao ga za 30.000 dolara i otvorio industrijsku istraživačku laboratoriju. Posle toga je svoje puno vreme posvećivao izumima, prijavivši za života ukupno 1069 patenata.
U njegove zapaženije pronalaske spadaju mikrofon s ugljenikovim granulama, za poboljšanje Belovog telefona, fonograf (naprava za snimanje zvuka na bubanj prevučen folijom, pronađen 1877.) i električna sijalica.
Sijalica je zahtevala testiranje s neuobičajeno velikim brojem pokušaja i grešaka i upotrebu preko 6.000 supstanci dok nije otkrio karbonizovano bambusovo vlakno koje je u vakuumu svetlelo preko 1000 sati.
To je sa svoje strane vodilo poboljšanim generatorima jednosmerne električne struje (Edison je njihovu efikasnost povećao od 40 odsto do preko 90 odsto), kablovima za struju i električnom metru i predstavljalo revoluciju u osvetljenju domaćinstva i javnom snabdevanju jednosmernom električnom strujom na relativno kratkim rastojanjima.
Tokom rada na sijalici otkrio je i “Edisonov efekat”, činjenicu da električna struja teče od zagrejanog vlakna ka obližnjoj elektrodi, ali ne i u obrnutom smeru, što je kasnije predstavljalo osnovu za termojonsku diodu. Edisonov uticaj na život u XX veku bio je ogroman.
