愛迪生深深感到自己在基本理論方麵的不足，所以，化學、物理學、電工學等方麵的著作尤其成為他須臾不離的必讀書籍。愛迪生在學習方麵的一個突出特點，便是善於在極短時間內精通一個方麵的內容，把前人和當代人達到的水平掌握到手。
每當開始一個新的發明，或者試驗中要攻克一項難題，他總是先把可以找到的有關著作和資料集中起來，集中時間和精力一本一本地啃，然後再做試驗。這種例子是非常多的。他的一個助手講過一件他親曆的事：在研製打字機的一個部件時，愛迪生從圖書館找來了所有有關打字機的圖書，集中精力學習了一個晚上。第二天便頭頭是道地講了起來，這裏應該怎麼改進，那裏又該如何設計，並且邊講邊畫圖示意。後來，這個助手把愛迪生那晚讀過的書借來通讀一遍，竟用了11天的時間。在電燈發明工作中，為了找到一種既能發光又不會立即被燒掉的燈絲，愛迪生在圖書館查閱了數百種技術資料，做了二百多本資料摘要。
勤奮的學習不僅使愛迪生成為知識淵博的人，而且使他十分明了科學技術發展的狀況和創造發明活動的動態。愛迪生驚人的智慧和創造才能，他的發明靈感，來源於他的廣博而深厚的知識積累，來源於他對世界的觀察與思考。當他的種種設想經過試驗變成了現實，便產生了一件件的發明，並立即得到社會的普遍承認。
愛迪生生活的那個時代，是電力得到廣泛應用的時代。以電的廣泛應用為標誌的人類第二次科技革命，自19世紀六七十年代開始，到20世紀初期，已基本結束。第二次科技革命促進了電力技術的迅猛發展和電氣化時代的到來，人類社會的生產力提高到前所未有的新高度。
電力技術的發展，是從弱電技術即電報、電話起步的。1844年，莫爾斯在華盛頓與巴爾的摩之間架設了第一條有線電報線路，接著電報在其他國家也進入實際應用。1862年，15歲的愛迪生開始學習電報技術，踏上了科學的征途。10年後，發明了四通路電報機。1875年，貝爾發明了電話。兩年後，愛迪生發明了炭精送話器，改進了貝爾的電話，使電話走出實驗室，成為真正實用的通訊工具。強電技術即發電機、電動機的問世，直接導致了第二次科技革命，即電力革命，電力成為真正能普遍采用的能源。1866年西門子發明了自激磁場式發電機。用電機帶動的多種機床、電車、起重機等紛紛誕生。1879年，愛迪生點亮了第一盞白熾燈。1881年愛迪生在門羅公園發明了電力牽引的電車。電機的普遍應用，要求把電輸送到遠離電站的地方。1882年，德普勒成功地進行了高壓直流輸電試驗。1882年，愛迪生發明了三線配電係統，建立了第一座中央發電站，並發明了供照明係統使用的一係列附件。愛迪生的電照明係統和公用電站很快被推廣到世界各地。1891年，愛迪生發明了活動電影放映機，使電影從實驗室走向實際使用。20世紀初，隨著物理學的進步，弱電技術又一次取得重大突破。1904年，弗萊明發掘了愛迪生於1883年發現的“愛迪生效應”，發明了二極管，開創了無線電工業，出現了無線電廣播和電視。在這期間，愛迪生在開發電力為人類服務方麵，還做出了一係列發明。
顯而易見，在愛迪生一生的發明工作中，他的絕大多數的研究工作，他的精力和設計才能都是用來尋找使用電的新領域，並在已有的設計領域中進行改進，他的研究工作的趨向是與第二次科技革命的發展趨向相一致的，這就是使全世界震驚的他的研究工作能取得卓有成效的原因之一18世紀以後，美國和西歐的生產社會化雖然有了明顯的進展，但科學研究的方式還停留在陳舊的各自為政、分散研究的狀態之中。科學家、大學教授和科學院的活動家在各自的實驗室裏獨立地進行研究，沒有一個統一的有組織的機構，科學研究與技術的實際利用也不發生任何聯係。這種陳舊的與生產相脫離的研究方法已越來越不能適應19世紀以來電力革命的需要。圍繞探索電力在技術上的應用，電學、機械學、化學等學科相互滲透，一項科研成果往往是許多學科的綜合體。
愛迪生拋棄了陳舊的研究方式，率先采取了全新的、與工業生產緊密結合的集體研究方式。1876年，愛迪生在門羅公園建立了世界上第一個工業研究實驗室，他稱之為“發明工廠。”研究課題不僅來自於電力學界提出的新項目，而經常是直接來自於工業生產中的新問題。研究人員常常也是新技術的生產人員。他們在愛迪生統一領導下，以項目為中心分工合作進行集體研究。1881年，愛迪生又創設了培訓班，為自己培養技術骨幹和熟練工人，提供了創建照明係統的技術力量，使新的照明係統很快在美國得到普及。當門羅公園實驗室已不再適應電力技術發展的需要時，愛迪生及時地擴充了研究規模。
1887年，他在西奧蘭治建立了一個大規模的、設備更完善、研究力量更充實的工業化研究中心，同時按工業化生產方式建立了一批規模很大的工廠和一批商業性公司。一大批科學家、工程師、技術人員按照更為明確的專業分工被組織起來，他們集體研究的成果，立即投入工廠成批生產。與工業生產和商業經營的緊密結合，為他不斷的發明活動提供了足夠的資金保證。
愛迪生不僅開拓了電力的廣泛應用，而且發明了與之相適應的研究方式，正是這種先進的研究方式，保證了愛迪生的發明思想能夠很快變成現實，並在發明行列中經常處於領先地位。在第一次世界大戰期間，愛迪生的研究項目直接來自於工業生產的急迫需要。按照愛迪生設計的新的生產工藝，一兩個月便有一座新的工廠投入生產，不僅滿足了這些短缺化工原料的戰時需要，還為美國工業提供了新的生產部門，其速度之快，實屬罕見，令人吃驚。科學研究與工業和技術工作的緊密合作，像一根紅線貫穿在愛迪生的研究工作中。事實證明，沒有這種結合，技術和工藝就不能進步。正是這種結合，使愛迪生的發明成果轉化為社會生產力，促進了社會文明的發展。這種結合產生的驚人效果，成為越來越多的人仿效的範例。到19世紀末，隨著資本主義生產中壟斷組織的出現，越來越多的大型研究中心出現在各大公司中。
我們還記得，兒童時代的愛迪生就在他父親的地下室裏布置了一個小小的實驗室。進入少年時代，他又建立了也許是世界上第一個列車實驗室。當他踏上科學的征途以後，實驗變成他發明的重要方法。就像他離不開閱讀一樣，他離不開實驗。
有些科學家對此不以為然。曾經做過愛迪生助手的電工學家特斯拉，就尖刻地批評過愛迪生的工作方法。他說：“如果他需要在幹草堆中尋找一根針的話，他不是把時間用到確定針最大可能在什麼地方，而是馬上以蜜蜂那種極其勤奮的勁頭開始一根稻草一根稻草地檢查，一直到找到其所需要的東西為止。”這種批評經常被人們不加分析地加以引用。實際上，這種批評完全是一種誤解，他完全沒有注意到愛迪生研究方法的本質，而隻是從現象上作武斷的指責。