La combinación de la espectroscopía y la fotografía fue la clave de su éxito. En 1862, estudiando el espectro solar, encontró hidrógeno en su atmósfera. Angstrom fue el primero en analizar el espectro de la aurora boreal, en 1867. Después, en el año 1868, publicó un completo mapa espectrográfico del sol: "Recherches sur le spectre solaire", que incluye medidas detalladas de más de 1000 líneas espectrales.
En un escrito presentado a la Academia de Estocolmo en 1853, no sólo señaló que una chispa eléctrica produce dos espectros sobrepuestos, uno del metal del electrodo y el otro del gas en que ocurre, sinó que dedujo, a partir de la teoría de la resonancia de Leonhard Euler, que un gas incandescente emite rayos luminosos con la misma capacidad refractiva que los que puede absorber. Esta declaración de Anders Angstrom contiene uno de los principios fundamentales del análisis de espectros.
Para expresar las longitudes de onda utilizó como unidad de medida la diezmillonésima parte de un milímetro y que, como homenaje a él, se le conoce como Angstrong. Se utiliza en las medidas atómicas y para las longitudes de onda de la radiación electromagnética. El símbolo del ángstrom es Å.
Estudió la conductividad térmica de los cuerpos y la correlacionó con su conductividad eléctrica. Realizó múltiples trabajos de medición de fuerzas geomagnéticas en diferentes lugares de Suecia.
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