Mit 27 Jahren galt er bereits als Multimillionär. Glücklicherweise hatten alle seiner Erfindungen Erfolg. Durch den Glühstrumpf, der heute noch über die Camping-Gasbrenner gestülpt wird, waren seiner Zeit erstmals Operationen in der Nacht möglich. Der Glühstrumpf veranlaßte ihn nach einem feuerfesten Glas zu suchen und er setzte sich mit den Brüdern Schott in Verbindung. "Seine" Zündsteine werden auch heute noch in die ganze Welt exportiert und er eroberte damit 1905 den Weltmarkt. Die Erforschung des elektrischen Lichtes veranlasste ihn mit Osmium zu experimentieren. Osmium-Lampen lösten bald die Kohlelampen ab, die ohnehin nur einen Wirkungsgrad von 3% erreichten. Die Methode dabei durch Sinthern aus Osmium einen Draht herzustellen wurde auch bei Wolfram, dass erst später verwendet wurde, angewendet. Zeitweise gab es auch Glühlampen aus Osmium-Wolfram-Legierungen - die sogenannten Osram Lampen.

Für Chemie besonders bemerkenswert ist auch die fraktionierte Kristallisation, die er erfand. Damit gelang es ihm besonders reine seltene Erdelemente herzustellen. Dabei entdeckte er Neodym und Praseodym, weiters auch Ytterbium und Lutetium, bei denen ihm aber durch ein Mißgeschick beim Patentamt ein Franzose zuvor kam und diese ihm daher nicht offiziell zugerechnet werden dürfen.

Viele namhafte Atomforscher (Rutherford, Bunsen, Kirchoff u.v.m.) bezogen von Karl Auer von Welsbach reine seltene Erdmetalle für ihre Forschungen.