En 1879, il est à la tête de la « Edison Electric Light Compagny » qui deviendra ensuite General Electric (GE), l’une des plus importantes entreprises au monde. Il dépose un premier brevet pour une ampoule électrique, à base d’un filament en bambou du Japon sous faible voltage dans une ampoule de verre sous vide. Puis il brevète en 1881 la première ampoule à incandescence utilisant un filament de carbone, ce qui fera sa gloire et sa fortune. Son invention déclenche l’enthousiasme aux Etats-Unis, le pays abandonnant l’éclairage au gaz ou au pétrole, malodorant et dangereux. Un an plus tard, en 1882, il installe la première centrale électrique au monde, à base de six dynamos qui produisent du courant continu pour éclairer le quartier de Wall Street à New York (soit 1200 lampes).
Physiquement, la lumière est produite en portant à incandescence un filament résistant, en l’occurrence en carbone, remplacé plus tard par le tungstène, en recourant à l’effet Joule (transformation de l’énergie électrique en énergie calorique).