Свои гениальные мысли о единой природе электричества и света учёный высказал в одном из наиболее значительных трудов – «Слове о происхождении света», опубликованном в 1756 году. Эйлер так оценивал достижения Ломоносова: «Я всегда изумлялся Вашему счастливому дарованию, выдающемуся в различных научных областях. Вы объясняете явления природы с исключительным успехом при помощи теории, и я с великой радостью усмотрел из Ваших писем, доставивших мне большое удовольствие, что замечательные заслуги Ваши встречают всё большее признание и по достоинству награждены августейшей императрицей…»
Девизом учёного был: «По возможности пытаться исследовать всё, что может быть измерено, взвешено и определено при помощи практической математики».
Ломоносов выработал свою научную методологию. Он считал, что, прежде чем создать на основе эксперимента научную теорию, следует разработать гипотезу, то есть научное предположение. От опыта через гипотезу к установлению строгой научной теории – таков был творческий метод Ломоносова. Он писал:«Я не признаю никакого измышления и никакой гипотезы, какой бы вероятной она ни казалась, без точных доказательств».
В своих трудах Ломоносов неоднократно подчёркивал огромную роль географической науки в жизни общества. В 1754 году, изучая верхние слои атмосферы, Ломоносов изобрёл небольшой аппарат для подъёма на значительную высоту метеорологических приборов. Свой аппарат он назвал «аэродинамической машиной». Это был прообраз современного вертолёта. Кроме того, он изобрёл аппарат для определения силы ветра – анемометр. Ломоносов поставил вопрос об организации службы погоды, широкой сети метеорологических станций и обсерваторий, оснащённых нужными приборами. Замечательные идеи Ломоносова по этим проблемам начали осуществляться только в XX веке. И здесь великий русский учёный обгонял своё время.
Учёного-помора не могла не волновать проблема освоения Северного морского пути. Образ «Колумба российского» он воспел в своих поэтических произведениях. Во многих научных сочинениях: «Рассуждение о большой точности морского пути», «Рассуждение о происхождении ледяных гор в северных морях» и др. учёный касается вопросов северных полярных морей. Опираясь на собственные труды, Ломоносов доказывает возможность Северного морского пути, возможность «проходу Сибирским океаном в Восточную Индию» и предлагает проект экспедиции по этому маршруту. Начальником экспедиции был назначен командор В.Я. Чичагов.
Ряд смелых мыслей великого учёного нашёл своё подтверждение через два столетия. В 1762-м году Ломоносов предсказал наличие в центре Арктического бассейна островов, влияющих на направление морских течений. В результате многолетних работ советскими учёными был обнаружен и исследован подводный хребет, поднимающийся со дна океана на 2,53 км примерно на том месте, где указал Ломоносов. В 1948-м году этот хребет был назван именем М.В. Ломоносова.
М.В. Ломоносов писал: «Российское могущество прирастать будет Сибирью и Северным океаном».
Но Ломоносов был не только универсальным учёным-энциклопедистом, он был идеологом народного просвещения, что позволило А.С. Пушкину сказать:«Ломоносов был великий человек. Между Петром I и Екатериною II он один является самобытным сподвижником просвещения».
В 1754 году Михаил Васильевич Ломоносов составил особую записку «О исправлении Академии», в которой с горечью писал о том, что в Академии ничего не делается для подготовки русских учёных, что вся учебная работа развалена, а за последние семь лет «ни один школьник в достойные студенты не доучился».
Ломоносов приходит к мысли о создании самостоятельного и независимого от Академии университета, двери которого были бы открыты для учащихся всей страны.
План создания университета в течение долгого времени обсуждался М.В. Ломоносовым с И.И. Шуваловым: «При университете необходимо должна быть гимназия, без которой университет, как пашня без семян».
«Проект регламента Московских гимназий» был закончен Ломоносовым в период между подписанием «Указа об учреждении в Москве университета и двух гимназий» (25 января по новому стилю, в Татьянин день) и торжественным открытием университета (26 апреля). Императорским указом И.И. Шувалов был назначен куратором университета, что на многие годы в исторической литературе сделало его создателем МГУ.
М.В. Ломоносов всеми силами отстаивает права низших сословий на образование, возражая на раздававшиеся вокруг него голоса: «куда с учёными людьми?».