Крукс досліджував електричну провідність в газах при зниженому тиску і [[катодні промені]] (в «трубках Крукса»), відкрив явище [[Сцинтиляція|сцинтиляції]], винайшов радіометр і [[спінтарископ]] (пристрій, що демонструєдозволяє виділенняспостерігати альфа-променівсцинтиляції під впливом радіюальфа-променів). Будучи насамперед дослідником-практиком, Крукс з ентузіазмом прийняв і взяв на озброєння метод [[Спектральний аналіз|спектрального аналізу]], відкритий Бунсеном і Кірхоффом. 1861 року він відкрив раніше невідомий елемент (з яскраво-зеленим кольором у емісійній частині спектру) і назвав його [[Талій|талієм]] (від грецького''thallos'', «зелена втеча»), а 1895 року вперше в лабораторних умовах виявив гелій. Крукс вважається піонером в дослідженні [[газорозрядний прилад|газорозрядних трубок]]; його дослідження послужили основою для всієї подальшої роботи з вивчення [[Плазма|плазми]]<ref name="physchem"/>.
