perrin modificato il modello atomico di Thomson, e suggerito per la prima volta che I carichi negativi sono esterni al nucleo. Nel 1895, ha scoperto che i raggi cattodici depositano il carico di un elettroscopio, con il quale ha confermato che è stato particelle di carichi negative. Era per quelle date quando l’inglese Joseph John Thomson era interessato a misurare la velocità di tali particelle, che sarebbe finalmente identificato come elettroni. Nel 1908 calcolato esattamente il numero di Avogadro (numero di molecole contenute in una talpa a gas in condizioni normali).
Dopo Albert Einstein pubblicato nel 1905 la sua spiegazione teorica sul movimento browniano in termini di atomi, perrina eseguita Il lavoro sperimentale per dimostrare e verificare le previsioni di Einstein, risolvendo la controversia che era durata un secolo sulla teoria atomica fatta da John Dalton. Proposto da Carl Benedicks, Perrin ha ricevuto nel 1926 il premio Nobel per la fisica per il suo lavoro relativo alla discontinuità della materia e alla scoperta del saldo della sedimentazione. Queste scoperte mettono un finale definitivo alla lunga controversia (vedi: storia della teoria molecolare) rispetto alla questione della realtà fisica delle molecole.
Nel 1919 ha proposto che i processi nucleari possano fornire la fonte di energia in le stelle. Si rese conto che la massa di un atomo di elio è inferiore a quella di quattro atomi di idrogeno, e che l’equivalenza tra la massa e l’energia di Einstein implica che la fusione nucleare (4 ore → lui) potrebbe rilasciare energia sufficiente per rafforzare le stelle per migliorare le stelle anni. Una teoria simile è stata proposta per la prima volta dal chimico americano William Draper Harkins nel 1915. Hans Bethe e Carl Friedrich von Weizsäcker ha determinato il meccanismo dettagliato della nucleosintesi stellare durante gli anni ’30.
Nel 1927 ha fondato il Institut of Biologie Physico-Chimique insieme al chimico André Job e al fisiologo André Mayer. È stato finanziato da Edmond James de Rothschild. Nel 1937, Perrin fondò un museo della scienza a Parigi, il Palazzo della scoperta.
è considerato fondatore di padre del Centro nazionale per la ricerca scientifica (CNRS). A seguito di una petizione perrina firmata da oltre 80 scienziati, tra cui otto premi Nobel, il ministro dell’istruzione francese ha creato il consiglio superiore della ricerca scientifica (Consiglio nazionale di ricerca della Francia) nell’aprile del 1933. Nel 1936, Perrin, quindi la ricerca sottosegreta, fondò il Centro Servizio di ricerca scientifica (Agenzia Centrale francese per la ricerca scientifica). Entrambe le istituzioni si fondono sotto l’ombrello dei CNRS il 19 ottobre 1939.
Tra i loro notevoli studenti figura Pierre Victor Auger.