Одной из научных проблем, которыми занимался великий химик, был ортохроматизм – учение о правильной передаче оттенков цвета в черно-белой фотографии. То же войдет в сферу интересов Прокудина-Горского, спустя немного времени увлекшегося фотографией. Но в 1888 г., оставив занятия в университете, он стал слушателем Императорской Военно-медицинской академии, которую также не окончил. Кроме того, занимался живописью в Императорской академии художеств и увлекался игрой на скрипке.
В 1890 г. Сергей Михайлович поступил на службу в Демидовский дом призрения, социально-учебное заведение для девочек из бедных семей, позже преобразованное в Женское коммерческое училище, первое в России. Отец в то время был в Демидовском доме почетным членом. Делая карьеру государственного служащего, Сергей Михайлович в 1903 г. получил чин титулярного советника.
Генеалогическое древо рода С. М. Прокудина-Горского от прадеда до детей
Женившись в 1890 г. на дочери директора Гатчинских колокольных, медеплавильных и сталелитейных заводов Александра Степановича Лаврова (1836–1904) Анне Александровне (1870–1937), стал директором правления на предприятиях своего тестя и занимал этот пост вплоть до Октябрьской революции, а его матушка стала почетным членом правления Товарищества Гатчинского меднолитейного завода нового родственника. Молодожены поселились в Гатчине, там у Прокудиных-Горских родилось трое детей: Дмитрий (1892–1963, Париж), Екатерина (1893–1976, Париж) и Михаил (1895–1961, Париж).
Тесть Сергея Михайловича, генерал-майор артиллерии, один из основателей отечественного сталепушечного производства, был активным членом Императорского русского технического общества (ИРТО) в Санкт-Петербурге. В 1874 г. при ИРТО был учрежден V отдел «по светописи и ее применению». Членами его стали фотограф Императорского двора Сергей Львович Левицкий (1819–1898), живописец Андрей (Генрих) Иванович Деньер (1820–1892), профессора Санкт-Петербургского университета Дмитрий Иванович Менделеев (1834–1907) и Николай Петрович Вагнер (1829–1907). Всего 32 человека.
V отдел ИРТО ставил задачи сближения ученых и фотографов, распространения сведений об открытиях в области фотографии как в России, так и за рубежом, производства опытов, устройства выставок, чтения публичных лекций, создания комиссии для аттестации изобретений.
Влияние тестя, а прежде – Д. И. Менделеева, бурные события фотографической жизни на рубеже веков определили главный профессиональный интерес С. М. Прокудина-Горского. И если первый его доклад на заседании ИРТО был на тему «О современном состоянии литейного дела в России» (1896), то вскоре он целиком посвятил себя фотографии. Доклад 1898 г. «Новый прибор Айвза для проекции в натуральных цветах (красках)» на заседании V отдела ИРТО стал первым публичным выступлением по теме цветной фотографии. Фредерик Юджин Айвз (1856–1937) – американский изобретатель, в 1885 г. представивший авторскую фотохромоскопическую технику цветной фотографии, которая позволяла получать изображения с идеальной передачей перспективы, формы и цвета через специальный хромоскоп. В том же 1898 г. Прокудин-Горский стал членом V отдела ИРТО.
Конец XIX в. отмечен небывалым подъемом фотографической жизни. В 1889 г. был образован Фотографический отдел при обществе распространения технических знаний (Москва); в 1891 г. – Одесское и Харьковское фотографические общества; в 1892 г. – Рижское фотографическое общество; в 1893 г. – Военное общество любителей фотографического искусства (Варшава), Бакинский фотографический кружок; в 1894 г. – Ярославское фотографическое общество, Тифлисское общество фотографов-любителей, Русское фотографическое общество (РФО) в Москве; в 1895 г. – Эстляндское общество фотографов-любителей (Ревель), Казанское фотографическое общество; в 1896 г. – Саратовское и Крымское (Симферополь) фотографические общества; в 1897 г. – Санкт-Петербургское фотографическое общество, Дамский фотографический кружок при Русском женском взаимно-благотворительном обществе (Санкт-Петербург), Закаспийское (Ашхабад) и Семипалатинское фотографические общества; в 1899 г. – Самарское и Ташкентское фотографические общества, Московское художественное фотографическое общество, Киевское фотографическое общество; в 1901 г. – Елисаветградское и Пермское фотографические общества.
Количество членов обществ быстро росло. Ими становились в основном люди образованные: ученые, изобретатели, литераторы. Увлечение фотографией в то время требовало глубоких знаний в математике, физике и химии. При посредстве фотографических обществ организовывались международные фотосалоны и конкурсы, популяризировавшие не только художественную фотографию, но и новинки фототехники, и новые изобретения.