Основные физические работы посвящены электродинамике. В 1820 сформулировал правило для определения направления действия магнитного поля тока на магнитную стрелку (правило Ампера), осуществил большое количество экспериментов по исследованию взаимодействия между электрическим током и магнитом, сконструировав для этого множество приборов, обнаружил влияние магнитного поля Земли на движущиеся проводники с током. Открыл взаимодействие электрических токов и установил закон этого взаимодействия (закон Ампера). По Амперу, большой магнит состоит из огромного количества таких элементарных плоских магнитов. Таким образом, Ампер впервые указал на тесную "генетическую" связь между электрическими и магнитными процессами и последовательно проводил чисто токовую идею происхождения магнетизма. Открыл (1822) магнитный эффект катушки с током - соленоида, сделал вывод, что соленоид, обтекаемый током, является эквивалентом постоянного магнита, выдвинул идею усиления магнитного поля путем помещения внутрь соленоида железного сердечника из мягкого железа. В 1820 предложил использовать электромагнитные явления для передачи сигналов. Изобрел коммутатор, электромагнитный телеграф (1829). Сформулировал понятие "кинематика". Исследования относятся также к философии и ботанике.

Член многих академий наук, в частности Петербургской АН.

Ю. А. Храмов. "Физики". Биографический справочник, 1983.