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Es considerado el padre de la geología, y expuso los principios básicos en una conferencia pronunciada en 1785 y publicada en 1795 con el nombre de "Teoría de la Tierra".
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Este junto a Sir James Alfred Ewing y Thomas Gray comenzaron a estudiar los terremotos y formaron la Sociedad Sismológica de Japón y la sociedad financió la invención de sismógrafos para detectar y medir terremotos.
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Presentó la primera prueba convincente de la distribución en capas del interior de la Tierra. El límite que descubrió separa los materiales de la corteza terrestre del manto subyacente y se denominó "Discontinuidad de Moho".
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Propuso la hipótesis científica la "Deriva Continental" que dice que los continentes alguna vez estuvieron juntos y se habían separado paulatinamente.
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Sistema de Vening-Meinesz: hipótesis de flotación regional. Este sistema entiende la compensación isostática como un fenómeno regional y no local.
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Propuso una hipótesis basada en que bajo la corteza terrestre había un mar de roca fundida (manto) y que ascendían en forma de lava que caían formando chorros de roca fundida a elevadas temperaturas lo que daba lugar a los volcanes.
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Marie Tharp y Bruse Essen elavoraron un mapa de fondos oceánicos con los datos recopilados de los científicos anteriores.
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Realizó un trabajo titulado "Historia de las Cuencas Oceánicas", en él propuso que las cordilleras oceánicas centrales marcaban regiones donde un magma cálido se elevó hasta cerca de la superficie.
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Consiguió el primer perfil magnético de la dorsal del pacífico.
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Gracias a éste autor se conoce que la acumulación de sedimientos en los fondos oceánicos y el aumento de la densidad, producto de la contracción térmica al enfriarse la corteza.
