
Becquerel begann seine akademische Karriere 1876 als Assistent an der École polytechnique, deren Lehrstuhl für Physik er 1895 erhielt. 1896 experimentierte er mit der Phosphoreszenz von Uransalzen.
Nachdem Becquerel auf einige in einem dunklen Raum deponierte Präparate eine Fotoplatte gelegt hatte, bemerkte er am 1. März 1896, dass die Platte geschwärzt wurde, obwohl kein Licht einfallen konnte. Dies war ein Hinweis darauf, dass eine Strahlung existiert, die nicht zum Spektrum des sichtbaren Lichts gehört und die er Uranstrahlen nennt.
Ähnliche Eigenschaften weisen auch die kurz vorher entdeckten Röntgenstrahlen und die Kathodenstrahlen auf. Henri Becquerel hatte mit diesem Versuch die Radioaktivität entdeckt. 1900 wies er bei weiteren Forschungen nach, dass die aus dem Atomkern entweichenden schnellen Elektronen (ss-Strahlung) magnetisch ablenkbar sind.
Becquerel führte daneben wichtige Forschungen zur Phosphoreszenz, Spektroskopie und Absorption von Licht durch.

