Chevreulin tieteellinen työ kattoi laajan kirjon hänet tunnetaan kuitenkin parhaiten eläinrasvoja koskevista klassisista tutkimuksistaan, jotka julkaistiin vuonna 1823 (recherches sur les corps Gras d ’ origine animale). Näiden avulla hän pystyi selvittämään saippuan todellisen luonteen; hän pystyi myös selvittämään steariinin, valkoisen aineen, koostumuksen, jota esiintyy useimpien eläin-ja kasvirasvojen kiinteissä osissa, ja oleiinin, minkä tahansa rasvan nestemäisen osan, sekä eristämään steariini-ja öljyhappoja, joiden nimet hän keksi. Tämä työ johti merkittäviin parannuksiin kynttilänvalmistuksen prosesseissa.
Chevreul oli puoskarilaisuuden päättäväinen vihollinen kaikissa muodoissaan ja täysi skeptikko aikanaan alkaneen ”tieteellisen” Psyykkisen Tutkimuksen eli spiritualismin suhteen. Hänen tutkimuksensa ”taikaheilurista”, Kaivonkatsojasauvoista ja pöydän kääntämisestä on mullistava. André-Marie Ampèrelle vuonna 1833 kirjoittamassaan avoimessa kirjeessä ja vuoden 1854 tutkielmassaan ”De la baguette” Chevreul selittää, kuinka ihmisen lihastraktiot, täysin tahdosta riippumattomat ja alitajuiset, ovat vastuussa näennäisesti maagisista liikkeistä. Lopulta Chevreul huomasi, että kun taikasauvoja/taikaheiluria pitelevä henkilö tuli tietoiseksi aivojen reaktiosta, liikkeet pysähtyivät eikä niitä voinut vapaaehtoisesti toistaa. Hän oli yksi varhaisimmista ideomotorisen vaikutuksen selityksistä.
vuonna 1824 Chevreul nimettiin väriaineen johtajaksi työskentelee Gobelins manufactory Pariisissa, vastauksena valituksia teknisistä puutteista. Hän havaitsi, että jotkin väriaineet olivat todellakin puutteellisia, mutta usein kritisoitu musta väriaine oli ensiluokkaista. Tällä mustalla värjätyt kankaat koettiin kuitenkin heikoiksi ja punertaviksi, kun niitä ympäröi syvä blues ja/tai purppura. Chevreul kutsui tätä efektiä samanaikaiseksi kontrastiksi ja määritteli sen värin taipumukseksi näyttää siirtyvän kohti naapurinsa täydentävyyttä sekä sävyn että pimeyden osalta.
hän tutki käsitteen seurannaisvaikutuksia kirjapituisena vuonna 1839 tarkoituksenaan muodostaa kattava teoria kaikille kuvataiteille. Se tarjosi suunnitteluperiaatteita seinävaatteille, matoille, huonekaluille, mosaiikeille, kirkoille, museoille, asunnoille, virallisille puutarhoille, teattereille, kartoille, typografialle, kehystykselle, lasimaalauksille, naisten vaatteille ja jopa sotilaspuvuille. Se tunnetaan kuitenkin parhaiten vaikutuksestaan impressionistiseen ja Uusimpressionistiseen maalaustaiteeseen, erityisesti Georges Seuratin ja Paul Signacin kehittämään Pointillistiseen tyyliin, jossa esiintyi pieniä komplementtivärien rinnastuksia. Camille Pissarro kertoi haastatelleensa Seuratia, joka oli kuvannut tyylin etsivän ” modernia synteesiä tieteellisesti perustein, joka perustuu M. Chevreulin keksimään väriteoriaan ja Maxwellin kokeiden ja N. O. Roodin mittausten mukaisesti.”
Chevreul korosti valaistuksen tarkan kuvaamisen merkitystä realismin edistämisessä, mutta lisäsi: ”Se on lähes aina niin, että tarkka, mutta liioiteltu väritys koetaan miellyttävämmäksi kuin ehdoton uskollisuus kohtaukselle.”Vincent van Gogh otti neuvon vakavasti ja käytti ylenpalttisesti täydentäviä keinoja toistensa tehostamiseksi. Van Gogh kirjoitti: ”tätä molemminpuolista kohoamista kutsutaan samanaikaisen kontrastin laiksi…jos komplementtivärit otetaan samanarvoisina, toisin sanoen yhtä kirkkaina ja valoisina, niiden vastakkainasettelu nostaa molemmat niin rajuun voimakkuuteen, että ihmissilmät tuskin kestävät katsoa sitä.”
Chevreul vaikutti myös 1900-luvun maalaustaiteeseen, erityisesti Robert Delaunayn maalaustaiteeseen, jonka hänen ystävänsä Jean Metzinger esitteli Chevreulin teorioille. Delaunayn tyyli sekoittaa suhteellisen suuria kortteleita lähes toisiaan täydentäviä kappaleita tunnetaan nykyään yleensä Orfismina. Delaunay itse piti kuitenkin parempana nimeä ”Simultanismi”, selkeänä nyökkäyksenä Chevreulille.
Chevreul liittyy myös niin sanottuun Chevreulin illuusioon, kirkkaisiin reunoihin, joita näyttää olevan vierekkäisten samansävyisten liuskojen välillä, joilla on eri intensiteetit. Lisätietoja on Chevreulin teoksessa The Laws of Contrast of Colour.
