Özellikle elektrokimya, sıcaklık ölçüm ve kimyasal termodinamik konularında çalıştı. 1905'te, ısı miktarlarının kesin çözümü için adiyabatik ısı ölçeri icat etti.
1914 yılında Nobel Kimya ödülünü kazandı. Özellikle, atom kütleleri üzerine araştırmalarıyla ün kazandı; radyoaktiflikle uranyumdan türeyen kurşunun atom kütlesini saptadı ve bu değerin, olağan kurşunun atom kütlesinden farklı olduğunu buldu.
Theodore William Richards, 2 Nisan 1928 tarihinde Cambridge'te öldü.