लगभग उनके पिता की मृत्यु के समय, कैवेंडिश चार्ल्स ब्लाग्डेन के साथ मिलकर काम करना शुरू किया, एक संघ जिसने ब्लाग्डेन को लंदन के वैज्ञानिक समाज में पूरी तरह से प्रवेश करने में मदद किया। बदले में, ब्लाग्डेन ने कैवेंडिश से थोड़ी दूरी पर दुनिया बनाये रखने में मदद की। अब तक कैवेंडिश ने किताबे और कुछ पत्र भी प्रकाशित नहीं किया था लेकिन, उन्होंने बहुत कुछ हासिल कर लिया था। यांत्रिकी, प्रकाशिकी, और चुंबकत्व सहित अनुसंधान के कई क्षेत्रों, उनकी पांडुलिपियों में बड़े पैमाने पर प्रमुख थे, लेकिन वो शायद ही प्रकाशन के काम में शामिल थे। कैवेंडिश अठारहवीं और उन्नीसवीं सदी के तथाकथित वायवीय दवा की दुकानों में से एक माना जाता है, साथ में, उदाहरणार्थ, जोज़ेफ़ प्रीस्टलि, जोसेफ ब्लैक, और डैनियल रदरफोर्ड। मजबूत एसिड (strong acid) के साथ धातुओं के संयोजन से, कैवेंडिश हाइड्रोजन ने हाइड्रोजन (H2) बनाया — जिसे वह "ज्वलनशील हवा" कहा करते थे —एसिड में धातुओं में घुला देनेवाला के द्वारा। हालांकि दुसरे लोग, रॉबर्ट बॉयल की तरह, हाइड्रोजन गैस पहले से तैयार किया हुआ था, कैवेंडिश को आमतौर पर अपने मौलिक स्वभाव को पहचानने के लिए ऋण दिया जाता है। इसके अलावा, एसिड में क्षार भंग द्वारा, कैवेंडिश ने "निश्चित हवा" (कार्बन डाइऑक्साइड) बनाया, जिसे उन्होंने अन्य गैसों के साथ, पानी के ऊपर उलटे बोतल में या पारे में, एकत्रित किया। इसके बाद उन्होंने पानी में अपनी घुलनशीलता और उनके विशिष्ट गुरुत्व  मापा और उनके कामबस्टबीलिटी का उल्लेख किया। इस पत्र के लिए कैवेंडिश को रॉयल सोसाइटी कापले मैडल से सम्मानित किया गया था। गैस रसायन शास्त्र में 18 वीं सदी के उत्तरार्ध में बढ़ते महत्व का था और रसायन शास्त्र के फ्रांसीसी आँत्वाँ लाव्वाज़्ये के सुधार के लिए महत्वपूर्ण बन गया, आम तौर पर रासायनिक क्रांति के रूप में जाना जाता है।

1783 में कैवेंडिश ने एक कागज पर eudiometry (the measurement of the goodness of gases for breathing) प्रकाशित किया। वह अपने ही आविष्कार की एक नई युडियमेटर वर्णित किया, जिसके साथ उन्होंने तारीख तक सबसे अच्छा परिणाम हासिल किया, using what in other hands had been the inexact method of measuring gases by weighing them. उन्होंने अगला परिष्कृत हवा (अब ऑक्सीजन होने के लिए जाना जाता है) में ज्वलनशील हवा जलने से पानी के उत्पादन पर एक पत्र प्रकाशित किया (जोकि हाइड्रोजन है), बाद में वायुमंडलीय हवा के घटक (phlogiston theory) को प्रकाशित किया। कैवेंडिश ने निष्कर्ष निकाला कि sophisticated परिष्कृत हवा परिष्कृत पानी था और कहा कि हाइड्रोजन या तो शुद्ध ज्वलनशीलता या परिष्कृत पानी था। उन्होंने इन खोजो को जोज़ेफ़ प्रीस्टलि को सूचित किया, जोकि एक अंग्रेजी पादरी और वैज्ञानिक थे, मार्च 1783 से बाद से अधिक तक नहीं, लेकिन अगले वर्ष तक उन्हें प्रकाशित नहीं किया था। स्कॉटिश आविष्कारक जेम्स वाट ने 1783 में पानी की संरचना पर एक शोध पत्र प्रकाशित किया; कैवेंडिश ने प्रयोगों का प्रदर्शन पहले किया था
लेकिन दूसरी बारी में प्रकाशित किया। प्राथमिकता के बारे में विवाद शुरू हो गयी।

1785 में कैवेंडिश आम हवा (यानी, वायुमंडलीय) की संरचना एक जांच से बाहर निकले, और प्रभावशाली सटीक परिणाम प्राप्त किया। उन्होंने हाइड्रोजन में प्रयोगों का आयोजन किया और साधारण हवा अनुपात में संयुक्त ज्ञात किया और फिर बिजली की एक चिंगारी के साथ विस्फोट किया। इसके अलावा, he also described an experiment in which he was able to remove, in modern terminology, both the oxygen and nitrogen gases from a sample of atmospheric air until only a small bubble of uncreated gas was left in the original sample. Using his observations, Cavendish observed that, when he had determined the amounts of phlogisticated air (nitrogen) and dephlogisticated air (oxygen), there remained a volume of gas amounting to 1/120 of the original volume of nitrogen. By careful measurements he was led to conclude that, "common air consists of one part of dephlogisticated air [oxygen], mixed with four of phlogisticated [nitrogen]".

In the 1890s (around 100 years later) two British physicists, William Ramsay and Lord Rayleigh, realized that their newly discovered inert gas, argon, was responsible for Cavendish's problematic residue; he had not made an error. What he had done was perform rigorous quantitative experiments, using standardized instruments and methods, aimed at reproducible results; taken the mean of the result of several experiments; and identified and allowed for sources of error. The balance that he used, made by a craftsman named Harrison, was the first of the precision balances of the 18th century, and as accurate as Lavoisier's (which has been estimated to measure one part in 400,000). Cavendish worked with his instrument makers, generally improving existing instruments rather than inventing wholly new ones.

Cavendish, as indicated above, used the language of the old phlogiston theory in chemistry. In 1787 he became one of the earliest outside France to convert to the new antiphlogistic theory of Lavoisier, though he remained skeptical about the nomenclature of the new theory. He also objected to Lavoisier's identification of heat as having a material or elementary basis. Working within the framework of Newtonian mechanism, Cavendish had tackled the problem of the nature of heat in the 1760s, explaining heat as the result of the motion of matter. In 1783 he published a paper on the temperature at which mercury freezes and in that paper made use of the idea of latent heat, although he did not use the term because he believed that it implied acceptance of a material theory of heat. He made his objections explicit in his 1784 paper on air. He went on to develop a general theory of heat, and the manuscript of that theory has been persuasively dated to the late 1780s. His theory was at once mathematical and mechanical; it contained the principle of the conservation of heat (later understood as an instance of conservation of energy) and even contained the concept (although not the label) of the mechanical equivalent of heat.

मृत्यु
पृथ्वी का घनत्व
रसायन विज्ञान अनुसंधान
व्यक्तित्व और विरासत