馬略特在物理學上最突出的貢獻是1676年發(fā)表在《氣體的本性》論文中的定律：一定質(zhì)量的氣體在溫度不變時其體積和壓強成反比。這個定律是他獨立確立的，在法國常稱之為馬略特定律。該定律1661年被英國科學家玻意耳首先發(fā)現(xiàn)，而稱之為玻意耳定律。但馬略特明確地指出了溫度不變是該定律的適用條件，定律的表述也比玻意耳的完整，實驗數(shù)據(jù)也更令人信服，因此這一定律后被稱為玻意耳－馬略特定律。下面是馬略特在論文中敘述自己的實驗和結(jié)論的一段節(jié)錄：“用一根40英寸長的玻璃管，將水銀注入到27.5英寸高，于是管內(nèi)還有12.5英寸是空氣。當我將該管浸人容器的水銀中1英寸時，剩下39英寸的管中只有14英寸是水銀，25英寸是空氣。它比原來空氣膨脹了1倍�！备鶕�(jù)重復實驗得出結(jié)論：“空氣的稠密程度與其負載的重量成比例是一種固定的規(guī)律或自然律。”他還預言了這個定律的各種應用，例如他指出可根據(jù)氣壓計的讀數(shù)來計算地方的高度。他測量了很深的地下室中的水銀柱高度，和坐落在巴黎高地的氣象觀測站中的水銀柱高度，通過比較獲得了用氣壓計估計高度的近似公式。

馬略特對流體力學進行了深入的實驗研究，并將結(jié)果寫成題為《論水和其他流體的運動》的著作，于1686年發(fā)表。其中特別討論了流體的摩擦問題。解決了當時流體研究中理論與實驗結(jié)果之間存在的許多差異。他發(fā)現(xiàn)：流體要在一定壓力下才能流動，并給出了計算管壁壓強的公式。對于管中流體的運動、噴水的高度等問題，都從理論和具體技術上進行了研究，推進了流體力學的發(fā)展。他還研究了春潮時期的水源問題，根據(jù)對塞納河流域的水量的粗略估計，得出了春潮來源于雨水和冰雪融化的結(jié)論。他還結(jié)合水力學研究了材料強度問題。

馬略特在光學方面作出了卓越的貢獻。他對光現(xiàn)象作了深入的研究，寫出了《論顏色的本性》的論文，提出了角半徑23°暈產(chǎn)生的理論，這基本上就是今天所公認的理論，解釋了日暈、月暈、虹、幻日、幻月、衍射等現(xiàn)象，對大氣光學作出了貢獻。1666年他向巴黎科學院報告了眼睛有“盲點”這一卓越發(fā)現(xiàn)，這一發(fā)現(xiàn)引起了很大的轟動。1668年馬略特在法國皇帝路易十四面前表演了關于盲點的實驗：他讓兩個人相對站好，彼此相隔2米遠，右手伸直，向上側(cè)舉。然后各自閉上左眼，各用右眼注視對方的右手掌，于是這兩個人都驚奇地發(fā)現(xiàn)，對方的頭沒有了，只留下身子。馬略特當即向在場的人講述了人眼各部位的功能，及產(chǎn)生盲點的原因。

在熱學方面，馬略特1679年發(fā)現(xiàn)了火的熱輻射和光線的區(qū)別。他指出，火的熱輻射根本通不過玻璃，或者只通過很少一點，而火光卻能通過玻璃。他還用一個冰透鏡，將太陽光聚焦，點燃了放在焦點處的火藥。他先把純水煮沸半小時驅(qū)除水中的空氣，然后將水凝固成二、三英寸厚的冰板。這樣做出的冰板幾乎沒有氣泡，非常透明。將做好的冰板放在一個球狀凹陷的小容器里，并把容器放在火的近旁，不斷翻動冰板，使表面的冰融化，直到冰塊的兩面都呈球狀。再戴上手套握住這塊冰透鏡的邊沿，放在太陽光下面，在焦點附近放上火藥，一會兒火藥就被點著了。

馬略特從植物研究中推斷出：植物通過化學過程合成各不相同的物質(zhì)。這一理論在他死后很久才得到證實。他還通過觀察把植物體內(nèi)液汁的壓力比作動物體內(nèi)的血壓。

在《巴黎科學院的歷史和學術論文》第一卷（1733）中收集了他的許多篇論文。諸如《流體的運動》、《論顏色的本性》、《小號的音調(diào)》、《氣壓計》、《物體的降落》、《槍的后坐力》以及《冰的凍結(jié)》。