Ele reescreveu a equação admitindo fatores como o tamanho das moléculas e a atração entre elas. Embora as moléculas dos gases sejam extremamente pequenas, cada uma delas tem um tamanho diferente - circunstância que afeta o comportamento das moléculas. As forças intermoleculares são chamadas de forças de Van der Waals, em sua homenagem. Por esse trabalho recebeu o Prêmio Nobel de Física em 1910.
Entre suas realizações estão a formulação da lei dos estados correspondentes e as teorias acerca do comportamento das misturas binárias e dos fenômenos capilares.