На счету Александра Столетова несколько открытий мирового масштаба. Русский учёный первым в мире показал, что при увеличении намагничивающего поля магнитная восприимчивость железа сначала растёт, а затем, после достижения максимума, уменьшается. Его исследования легли в основу теории работы электрических машин. Он вывел так называемую «кривую Столетова», график магнитной проницаемости ферромагнетика. Сегодня, почти 150 лет спустя, она используется современными инженерами при производстве электромоторов, динамомашин и трансформаторов. Облучая катод светом волн различной длины, учёный пришёл к выводу, что наиболее эффективное действие оказывают ультрафиолетовые лучи. Это был первый закон фотоэффекта, открытый Столетовым. В честь учёного названа постоянная величина, которая была установлена в ходе этих исследований — константа Столетова. Во многом благодаря открытым им законам была создана квантовая теория света, разработанная Эйнштейном и его соратниками впоследствии.