Er entwickelte den nach ihm benannten Grotthuß-Mechanismus zur Leitfähigkeit in wässrigen Lösungen.
Dieser Mechanismus beschreibt die Wechselwirkung zwischen geladenen Teilchen und der Lösungsmittel, die die Leitfähigkeit von wässrigen Lösungen beeinflusst. Grotthuß' Arbeit war ein wichtiger Schritt in der Entwicklung der