Uppsalan yliopiston väitöskirjassaan 26. toukokuuta 1884 Arrhenius muun muassa esittää elektrolyyttisen disassosiaatioteorian perusajatukset – teorian, joka korvasi Faradayn virheellisen kuvauksen kahden materia-faasin välisestä reaktiosta. Aluksi väitöskirja arvioitiin ala-arvoiseksi eikä tarpeeksi laadukkaaksi, jotta Arrhenius olisi päässyt dosentiksi. Sittemmin, Wilhelm Ostwaldin avulla, Arrheniuksen terävä-älyisyys ja omaleimaisuus huomattiin ja hänet nimitettiin fysikaalisen kemian dosentiksi Uppsalaan. Myöhemmin hän jatkoi työskentelyään ja hänet nimitettiin Tukholman korkeakoulun professoriksi.
Arrhenius oli yksi aikalaisistaan, joka esitti panspermia-hypoteesia selitykseksi sille, miten elämä maassa oli syntynyt. Siinä selitettiin elämän alku'siementen' tulleen avaruudesta. Viime vuosina ajatus on jälleen saanut melkoista suosiota avaruustutkimuksessa.
Vuonna 1896 Arrhenius tutki ensimmäisenä kvantitatiivisesti kasvihuoneilmiöntä, erityisesti hiilidioksidi ja vesihöyryn lämpösäteilyominaisuuksia, Joseph Fourier'n havaittua ilmiö 1827. Arrhenius selitti kasvihuoneilmiön avulla teoriaansa, jonka mukaan jääkausien ja lämpimien kausien vaihtelu riippuu ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden vaihteluista.
Arrhenius oli myös tieteen popularisoija ja kirjoitti teokset Världarnas utveckling (1906), Människan inför världsgåtan (1907), Smittkoppar och deras bekämpande (1913), Stjärnornas öden (1915) sekä Kemien och det moderna livet (1919).
Katso myös
Arrheniuksen yhtälöAiheesta muualla
