吉爾伯特還製作了第一個實驗用的驗電器，他用一根極細的金屬棒，中心固定在支座上，可以自由轉動。由於金屬細棒極輕，因此當摩擦後的帶電物體靠近它時，金屬棒會被吸引而轉向帶電體，由此可探測物體是否帶電。
他通過實驗認識到電現象也是物質存在的一種普遍現象，從而破除了人們對電的迷信。他把電與磁作比較，發現了它們所具有的不同性質：
第一，自然界中隻有磁體才有磁性，它是磁體本身具有的一種性質，而電是可以通過摩擦等手段產生的。
第二，磁性有兩種：吸引和排斥；而電性僅僅有吸引作用。磁石隻對可磁化的物質才有力的作用，而帶電體可吸引任何輕小物體。
吉爾伯特為伊麗莎白女王演示磁學實驗
第三，電吸引比磁吸引弱。
第四，磁體間的作用不受中間的紙片、亞麻布等物體的影響，而帶電體之間的作用要受中間這些紙或布的影響。當帶電體浸在水中時，電力的作用就消失，而磁體的磁力不會消失。
吉爾伯特著重強調電和磁在本質上的截然不同，是兩種無關的現象。這一錯誤的電磁無關論斷，在電磁學曆史上留下了深刻的痕跡。在法拉第之前，人們對電現象和磁現象的研究工作，幾乎都是在完全彼此隔絕的狀態下進行的。而事實上兩者在本質上是有密切聯係的。
吉爾伯特第一次提出了質量的概念，他把質量和重量區分開來，這一點對近代物理學的發展有極為重要的意義。
出於他的地球是一巨大磁石的設想，他認為，地球的磁力一直伸到天上並使宇宙合為一體，引力無非就是磁力。吉爾伯特相信地心說，但又相信地球是自轉的。但認為太陽係的所有天體，通過磁力相互作用，並都相互影響，而且沒有原動者從外麵控製它們的動作。他的這些思辨性的猜測，在牛頓提出萬有引力後，顯然被證明是不對的。但對後來開普勒等人天體引力思想的提出產生了巨大的積極作用，因而為萬有引力定律的發現作出了貢獻。
吉爾伯特是一位出色的物理學家，他的工作是實驗和學術知識結合的典範。他的理論曾對後來的科學發展產生過很大的影響，為電磁學和引力理論奠定了基礎。培根在他的《新工具》裏提到了吉爾伯特的工作，認為這是他所倡導的實驗方法的一個最好的例子。後人為了紀念他對磁學的貢獻，在CGS電磁係單位製中以吉伯作磁通勢單位。