V roku 1859 získal cenu Cambridgské univerzity za práci o Saturnovych prstencoch a rok na to sa stal profesorom fyziky na londýnskej univerzite, kde vznikli aj jeho slávne práce z kinetickej teórie plynov. V roku 1860 získal Rumfordovu medailu za prácu o farebnom videní a farbosleposti. Faradayove myšlienky zaujali Maxwella už okolo roku 1850, ale onedlho potom publikoval prácu pojednávajúcu o Faradayovych silových čiarach. V roku 1865 prerušil prácu na univerzite a odsťahoval sa na vidiek, kde po dobu ďalších päť rokov súkromne vedecky pracoval. Od roku 1871 pôsobil ako profesor fyziky opäť na univerzite v Cambridgi a od roku 1872 viedol Cavendishovo laboratórium a v roku 1873 vydal svoje najslávnejšie dielo Treatise on Electricity and Magnetism (Rozpravu o elektrine a magnetizme). Počas svojho života dosiahol významných vedeckých pôct a uznaní. Zomrel v Cambridgi vo veku 48 rokov. Maxwellova Rozprava o elektrine a magnetizme je veľmi rozsiala a matematicky náročná, a preto tu iba zhrnieme niektoré základné myšlienky. Zdrojom elektrického poľa môže byť buď elektrický náboj, nebo premenné magnetické pole. Podobne zdrojom magnetického pole môže byť buď magnet, nebo elektrický prúd. Maxwell objavil, že magnetické pole je vytvárané taktiež premenným elektrickým poľom, ktoré opísal tzv. posuvným prúdom. Podľa tejto myšlienky prestávajú byť elektrické a magnetické polia a s konečnou platnosťou navzájom nezávislé a prejavujú sa ako jediný reálny objekt, ako pole elektromagnetické. Výsledky svojej mnohoročnej teoretickej práce zhrnul Maxwell do rovníc, ktoré sa stali základom teórie elektromagnetického poľa. Rovnice vysvetľovali všetky známe zákonitosti elektrických a magnetických polí a zároveň objasňovali výsledky všetkých vtedy známych fyzikálnych experimentov z obidvoch oborov. Dve rovnice boli formulované vo vektorovom a dve v skalárnom tvare; bolo to vtedy celkom osem zložkových rovníc. Na základe riešenia týchto rovníc predpovedal Maxwell v roku 1865 existenciu priečnych elektromagnetických vĺn, ktoré sa môžu šíriť vo vákuu. Tým Maxwell objavil, že svetlo je priečne elektromagnetické vlnenie v určitom intervale frekvencií a tým sa optika stala súčasťou náuky o elektromagnetických javoch. Uzavrela sa vtedy jedna etapa na ceste za poznaním vlnovej podstaty svetla. Elektromagnetické vlnenie alebo pole môže existovať aj bez prítomnosti jednotlivých elektrických nábojov a prúdov, je samostatnou fyzikálnou realitou a je jednou z foriem hmoty. V 20. storočí sa potom zistilo, že látka a pole, dve formy hmoty, sa môžu v sebe navzájom premieňať.