1854年麥克斯韋以優異的成績畢業並留校，在三一學院繼續從事他比較喜愛的光學色彩理論的研究。此後不久，他讀到了法拉第的《電學實驗研究》，立即就被法拉第新穎的實驗和見解吸引住了。
19世紀50年代，電學已經進入了理論綜合階段。當時的理論界主要有兩種傾向。一是韋伯在牛頓“超距作用”的傳統觀察基礎上所做的綜合，第二種就是法拉第的力線學說。學術界對這兩種學說看法不一致。尤其是當時“超距學說”盛行，法拉第的力線思想也由於它的奇特性質和模糊不定的形態，很難被人們接受。還有一個重要原因是法拉第的學說還不夠嚴謹。法拉第自幼是鐵匠的兒子，數學功夫不夠，他的創見都是用直觀的形式表達的，一般的理論物理學家都不承認他的學說，認為它不過是一些實驗記錄。那麼法拉第是如何表述電磁相互作用和傳遞的呢？法拉第於1832年寫了一份文件放在英國皇家學院保存。我傾向於把磁力從磁極向外散布，比做受擾動的水麵的振動，或者比做聲音現象中空氣的振動，也就是說，我傾向於認為，振動理論將適用於電和磁的現象，正像它適用於聲音，同時又很可能適用於光那樣……
事實上，法拉第用形象思維彌補了自己數學方麵的不足，用富有啟發性的想象提出了電磁場和電磁波動的觀念。然而這種直觀形象的表述如果不能用嚴謹的邏輯的方法論證清楚，想使人完全信服也是不太現實的。因此有人公開宣稱：“誰要是在精確的超距作用和模糊不清的力線觀念間有所遲疑，誰就是對牛頓的褻瀆！”隻有年輕的威廉·湯姆遜獨具慧眼，首先研究了它。這位年輕的教授對電學很有研究，曾經多次向法拉第請教。1853年，他用實驗證明萊頓瓶放電的振蕩現象，推導出計算振蕩頻率的公式，發表了《瞬變電流》。麥克斯韋讀過該論文後非常佩服，向他請教研究電學的門路，湯姆遜也給了麥克斯韋不少幫助。遺憾的是湯姆遜沒有把電磁研究堅持下去，他的興趣很快又轉移到其他方麵了。麥克斯韋得到他的啟發後，確信了法拉第的學說包含著真理。他領悟出力線思想的寶貴價值，決心沿著法拉第開辟的道路研究下去。他也發現了法拉第定性表述的弱點，這個初出茅廬的青年人要用自己的數學才能來彌補這一點。
1855年，24歲的麥克斯韋發表了《論法拉第的力線》，這是他第一篇關於電磁學的論文。文中結合湯姆遜把靜電學方程和熱流方程相對比的方法考慮了力線，得到了某些很有啟發性的結果。他不但注意了兩種現象在數量關係上的類似性，而且也強調二者的差異性。這就是麥克斯韋最擅長使用的類比的方法。類比是在兩個事物之間，根據一個事物與另一事物某些方麵的相似或相同，推測它們可能存在的另一些相似或相同，從而把一類事物的知識或數學公式類推到另一類事物上。它無需對研究的事物先提出一物理假說，而是借用與它類似事物的現象和性質去想象，受到啟迪，提出推測，進一步去檢驗確認它。使用類比的方法不僅為麥克斯韋提供了數學化的途徑，而且幫助他理解現象的本質，有了許多重要的發現。1856年麥克斯韋在“使徒社”中作的《自然界中的類比》的報告，從更廣闊的角度闡發了這個觀點。
麥克斯韋認為：“在電學中電勢對於電在流體力學中壓力對於流體和在熱力學中溫度對於熱，有著共同的關係。電、流體和熱全部趨向由一個地方流到另一個地方，隻要有勢、壓力或溫度在一個地方高於另一個地方，這種情況就能發生。”在《論法拉第的力線》中，他用力線類比流體中的流線，建立了一個理想的流體模型。通過類比，憑借流體力學知識推導出靜電、磁、穩恒電流場的公式。這樣的工作給法拉第的力線思想提供了一個基本的數學形式。但這僅僅是“翻譯”工作，還沒有完全突破法拉第的認識，然而這卻是十分重要的一步。因為麥克斯韋一開始就使用了數學方法，而且選定了法拉第學說的精髓——力線思想，當做自己研究的起點。這表明麥克斯韋的科學洞察力確實是不同凡響的。他認定主攻方向，就堅定不移地研究下去。這也是他比湯姆遜高明的地方。因此美國的物理學家埃弗裏特說：“……麥克斯韋是建築型的思想家。”正是這種鍥而不舍的精神，使麥克斯韋一步一個腳印逐步到達光輝的頂峰。
1855年，這一年法拉第結束了自己長達30多年的電學研究，安享晚年幸福。麥克斯韋的論文發表，標明麥克斯韋已經接過了這位偉大先驅者手裏的火炬，開始向電磁領域的縱深挺進。
正當麥克斯韋全力以赴準備攻克電磁研究的新課題時，忽然收到了父親病重的消息。從小與父親相依為命的麥克斯韋放下手中的一切工作，匆匆回到家鄉，日夜侍候著年邁病重的父親。為了照顧父親，他辭去了劍橋大學的工作，在家鄉附近的阿伯丁馬銳斯凱爾學院擔任自然哲學講師，講授物理學。然而他的這片孝心也沒能挽留住老人，在1856年的初春之際，老人去世了，麥克斯韋沉浸在悲痛之中。
在阿伯丁的日子裏，麥克斯韋因忙於新開的講座，實在沒有時間繼續搞研究，對電磁現象的探索隻得擱置下來了。但是法拉第的學說卻像一團熊熊的烈火，一直在他胸中燃燒，使他不能平靜。
在阿伯丁教學，麥克斯韋結識了凱瑟琳，就是上文提到過的麥克斯韋在樹林裏邂逅的那位姑娘。她是學院院長的女兒，比麥克斯韋大7歲。1858年，他們結了婚。凱瑟琳對他後來的研究工作幫助很大。1860年初夏，馬銳斯凱爾學院由於行政上的原因，物理學講座停辦了。28歲的麥克斯韋離開了阿伯丁，來到了倫敦皇家學院任教。他的妻子也隨同前往。
麥克斯韋來到首都倫敦，他的心頭始終惦記著一件事情。他要親自拜訪法拉第先生。麥克斯韋怎能忘記，每當他夜不能寐的時候，他坐在桌前，借著昏暗的燭光，打開法拉第的巨著《電學實驗研究》，他的情緒就十分激動。法拉第，這位他當時還沒有見過的偉人，給物理學描繪了一幅多麼形象的圖畫啊！電、磁、光、力線、波動……在它們背後隱藏著什麼規律呢？他還記得當他把《論法拉第的力線》的論文寄給在倫敦的法拉第後，不久，他就收到了一封熱情洋溢的回信，祝賀他取得的成績，這給了他莫大的鼓舞。他曾想何時才能和老前輩暢談電磁，那將是多麼令人振奮的事情啊！麥克斯韋終於實現了這個夢想。