麦克斯韦是一个笃信宗教的人，他认为“科学探索就是一种崇拜上帝的活动”。120多年来，这个实验室的研究方向发生了几次改变：电磁理论——气体放电和辐射——原子物理和核物理。其变化的范围不仅广阔，而且都是各个历史时期物理学发展的前沿课题。
麦克斯韦明确指出卡文迪什实验室要用物理实验和精确测量的方法，把实验和教学研究密切结合起来。1871年10月，麦克斯韦在他就任卡文迪什实验室教授的就职演说中奠定了这个实验室的教学与研究风格：（1）我们的工作一定要在证据的基础上，确定和传播科学真理，以及革命的批判精神。他强调治学的依据必须可靠，教授与探索科学事实与理论，培养独创性的批判能力。（2）科学的教育是讲授和切身体验的密切结合。（3）要亲自动手制作仪器和进行实验。他认为一个敢于把仪器拆开但后来出了错的学生，要比那些只能用调试好的仪器但不出错的学生好得多。他认为一个尝试着自己动手做实验的学生总会发现一些新的东西，不做实验就不会有所发现。（4）教学与研究要密切结合。实验分成供展示用的（即说明的）和供研究用的两种。展示式的实验为了使学生通过观察来验证自己学到的概念与理论。研究性的实验是一种探索活动，目的是为了提出新的想法和开拓新的研究领域。这两种实验的交替进行，就使教学与科研密切结合了起来，在传播知识的同时，又不断地创新。（5）科学假定与实验密切结合。他认为在科学中发生的种种错误及问题主要是因为把概念符号与客观对象人为分裂造成的。他以身作则，努力填平这道鸿沟。这个信条成了后继者们遵循的首要原则。（6）强调科学方法论的重要性。他认为必须不断地熟悉和评价各种科学方法，对它们进行对比，这样才能找出最好的科学方法，这是开拓新领域的工具。他特别提醒人们要注意研究科学历史上前人失败的教训，总结这方面的经验，才会少走弯路。要达到这个目的，就要打破狭隘的专业限制，进行广泛的交流，集中集体的智慧。（7）经常进行推测性的训练，用这种方法努力弥补理论与实践的脱节。理论与实践比，是苍白的。实践是极为丰富的，也是极为复杂的，用一两条法则乱套现实是荒唐可笑的，我们一定要通过大量的尝试性的实验，才能验证或否证原理。（8）提倡献身科学的精神。科学不能只局限在能产生实际利益的目的上，科学理论的探索要比实际的运用伟大得多。（9）科学不是一项简单的、武断的事业，进行科学探索的人一定要慎之又慎，决不要轻易作出结论。探索、实验这是科学研究的基本原则。
麦克斯韦提出的这些思想对后来发生了深远影响。一百多年来，这个实验室之所以能做出如此伟大的贡献，与他的人品、作风、学识是分不开的。
1931年在纪念他诞生100周年时，他埋在故乡格仑莱尔的遗骨被英国政府和皇家学会移至伦敦的西敏寺（威斯敏斯特教堂），重新安葬在牛顿的墓旁，以显示他在科学史的地位。
从麦克斯韦出任卡文迪什教授至今，共经历了九任卡文迪什教授，他们是瑞利男爵三世（Rayleigh.John William Strutt，1842~1919，1904年获诺贝尔物理奖，1905~1908年为皇家学会主席，1908~1919年任剑桥大学校长）；J.J.汤姆逊（Joseph Thomson，1856~1940，以发现电子和把卡文迪什办成世界性科学组织，以及面向全世界招收研究生闻名于世。1906年获诺贝尔物理学奖。1915~1920年任皇家学会主席，死后葬在牛顿墓旁）；E.卢瑟福（Ernest Ruthei ford，1871~1937，原子物理和核物理的奠基人，在他任卡文迪什教授的18年间，培养出了7个诺贝尔奖获得者。1908年，他获得诺贝尔化学奖。1925～1930年任皇家学会主席，在他在任时，卡文迪什实验室成为世界科研中心。死后葬在牛顿墓旁）；W.L.布拉格（William Lawrence Bragg，1890~1971，在他在任期间，改变了卢瑟福以核物理研究为中心的战略，开展了固体物理学、晶体物理、分子生物学和射电天文学的研究。其中分子生物学和射电天文学的研究取得了重大突破，由于在DNA双螺旋结构、血红蛋白和肌红蛋白等大分子结构的研究上，取得划时代成果，以及开展了射电源的控测，在他离任后，卡文迪什实验室获得6个诺贝尔奖）；N.F.莫特（Nevill Francis Mott，1905~1954年他成为卡文迪什教授。他的主要贡献是加强了半导体和超导体的研究，开拓了非晶半导体研究领域，发现脉冲星就是中子星等，在70年代获4个诺贝尔奖）；A.B.派帕德（Aifred Brian Pippard，1920~，对超导研究有重大贡献。提出理论与实验对话作为理论与实验结合的新方式，主张实验室要加强教学工作，以培养人才为主，提倡用实验加猜测的方法培养学生的直觉和洞察能力）；S.F.爱德华兹（Samuel Frederick Edwards，1928~，著名的凝聚态物理学家，在聚合物、胶体、流变学、流体泡沫演变动力学和颗粒动力学上有很深的造诣。在科研与教学关系上，他深感英国高水平物理教师的缺少，主张加大物理教学和培养合格物理学家的力度，主张合并大学中各学院的物理学系，以便集中人力和设备，提高物理的科研与教学水平。他十分重视电子计算机在理论计算上的重要作用，重视在物理实验数据基础上进行计算机模拟，将理论和实验在高水平上结合，在治学方法上作了重大改革）；R.H.弗伦德（Richard Henry nend，1953~，1995年9月被破格提升为卡文迪什实验室物理教授。他在共轭聚合物半导体，特别在有机聚合物中加入杂质后可控制电荷输运和激子性质、可制成三极管和发光二极管等方面有重要贡献，大大拓展了半导体材料的范围。光电子学是当前物理学发展的一大热门。R.HI弗伦德出任卡文迪什教授，不但显示出剑桥大学大胆起用年轻人，而且还意味着光电子学研究将上升为该室的新研究方向）。
一百多年来，卡文迪什实验室开拓和领导了5次以上的物理发展前沿的研究方向，它们都是当代科学革命发展各阶段的主导科学——电磁理论和电标准测量，气体放电和辐射的本质与性质，原子物理和核物理，以分子生物学和射电天文学为主的多向发展，固态物理和凝聚态物理。他们研究的领域由客观的物体深入到原子内部，进而向宇宙和生命体遗传基因扩展，由物质三态分立走向它们的过渡相的机理及光电子特性。综观这个过程，是从纯基础研究走向与技术结合、为经济服务，表现出明显的理论与实践结合、基础与应用结合、科研与教学结合的综合发展趋势。卡文迪什实验室之所以会生气勃勃，就在于它不断适应现代科学技术革命的需要，大胆地开拓新的研究领域，始终站在科学技术发展的前沿阵地上。卡文迪什实验室的历史与现状，对其他国家的科学研究和教学改革有深刻的现实的启发意义。
