Nel 1870 accettò di insegnare a Berlino come professore di fisica, al posto di Gustav Magnus. Nel 1877 fu nominato rettore dell'Università di Berlino. Gli anni berlinesi furono particolarmente importanti per i suoi studi sull'elettrodinamica: nel 1881, in un famoso intervento, suggerì, tra i primi, l'idea di "atomo di elettricità" (unità indivisibile di carica elettrica), e in seguito sostenne il lavoro del suo allievo Hertz.