Dedovanje njegovo družinsko naziv po očetovi smrti, je postal baron Rayleigh leta 1873. Tega leta je postal tudi za člana Kraljeve družbe. Je služil kot njen predsednik od leta 1905 do 1908.
Rayleigh ustanovi laboratorij v njegovem domačem posestvu v Terling, kjer je bil, da veliko njegovih odkritij. Napisal standard delati Theory of Sound (1877-1878).
Bil je profesor eksperimentalne fizike na Univerzi v Cambridgeu od leta 1879 do 1884 je pomagala, da je Cavendish Laboratory v Cambridgeu svetovno znani raziskovalni center in razvite laboratorijske tečaji toplote, elektrike in magnetizma, lastnosti snovi, optiko in akustiko.
Ena od njegovih najpomembnejših dosežkov v času svojega časa kot Cavendish profesor je bil natančen pri ponovnem ugotavljanju električnih enot, ohm je amper in volt. Ohm je enota za merjenje upora za prehajanje električnega toka. Mednarodni standard za ohm je bil sprejet leta 1893. An ampere je enota za merjenje hitrosti toka električnega toka. To je ena izmed sedmih osnovnih enot v metričnem sistemu. Volt je enota električne meritve, ki meri sposobnost električnega polja za izrekanje energijo električnih nabojev.
Leta 1884, je odstopil svoj stol na Univerzi v Cambridgeu, da se vrnete raziskav na svojem domačem laboratoriju. Nadaljeval je, da raziskave široko paleto predmetov, vključno s svetlobno in zvočno sevanje, termodinamike, elektromagnetizma in mehanike. Je imel položaj profesorja naravne filozofije na Royal Institution od 1887 do 1905.
Rayleigh odkril, da je dušik iz ozračja nekoliko večjo gostoto kot umetno proizvedeno dušika. On je mislil, kot je to storil Ramsay, da je ta razlika opozoril na prisotnost neznanega plina v ozračju. Ramsay eksperimentirali leta 1894, in ugotovila, da je neznano plin. Ramsay poimenovali argon plina, iz grške besede, ki pomeni inertno. Inertni plini ne dobijo hitro reagirajo z drugimi elementi.
Leta 1904, Rayleigh prejel Nobelovo nagrado za fiziko in Ramsay prejel Nobelovo nagrado za kemijo za svoje delo na pline in odkritje argona. Prejel Rumford medaljo leta 1920. 
[1] [2]