Chevreul ’s scientific work covered a wide range, but he is best known for the classical researches hij deed onderzoek naar dierlijke vetten, gepubliceerd in 1823 (recherches sur les Corps gras d’ origine animale). Dit stelde hem in staat om de ware aard van zeep te verduidelijken; hij was ook in staat om de samenstelling van stearine te ontdekken, een witte stof gevonden in de vaste delen van de meeste dierlijke en plantaardige vetten, en oleïne, het vloeibare deel van elk vet, en om stearinezuur en oliezuur te isoleren, de namen waarvan hij uitvond. Dit werk leidde tot belangrijke verbeteringen in de processen van kaarsenfabricage.Chevreul was een vastberaden vijand van charlatanisme in elke vorm, en een complete scepticus over het “wetenschappelijke” psychische onderzoek of spiritualisme dat in zijn tijd was begonnen. Zijn onderzoek naar de “magic pendulum”, Wichelroeden en het draaien van tafels is revolutionair. In een open brief aan André-Marie Ampère in 1833, en zijn artikel “De la baguette” uit 1854, legt Chevreul uit hoe menselijke spierreacties, volledig onvrijwillig en onbewust, verantwoordelijk zijn voor schijnbaar magische bewegingen. Op het einde, Chevreul ontdekte dat zodra een persoon die wichelroeden/magische slinger zich bewust werd van de reactie van de hersenen, de bewegingen gestopt en kon niet vrijwillig worden gereproduceerd. Hij was een van de eerste verklaringen van het ideomotorische effect.
In 1824 werd Chevreul benoemd tot directeur van de kleurstoffabriek in de fabriek van Gobelins in Parijs, naar aanleiding van klachten over technische tekortkomingen. Hij vond dat sommige kleurstoffen inderdaad gebrekkig waren, maar dat de vaak bekritiseerde zwarte kleurstof eersteklas was. Toch werden met dit zwart geverfde stoffen als zwak en roodachtig ervaren wanneer ze omringd werden door diepe blues en/of paars. Chevreul noemde dit effect simultaan contrast en definieerde het als de neiging voor een kleur om te lijken te verschuiven naar het complementaire van zijn buurman, zowel in termen van Tint en duisternis.in 1839 verkende hij de vertakkingen van het concept in boekvorm, met de bedoeling een uitgebreide theorie te vormen voor alle beeldende kunst. Het bood ontwerpprincipes voor wandtapijten, tapijten, meubels, mozaïeken, kerken, musea, appartementen, formele tuinen, theaters, kaarten, typografie, framing, gebrandschilderd glas, dameskleding, en zelfs militaire uniformen. Het is echter vooral bekend om zijn invloed op de impressionistische en Neo-impressionistische schilderkunst, in het bijzonder de pointillistische stijl die werd ontwikkeld door Georges Seurat en Paul Signac, met kleine juxtaposities van complementaire kleuren. Camille Pissarro meldde dat hij Seurat had geïnterviewd, die de stijl had beschreven als een zoektocht naar “de moderne synthese met wetenschappelijk onderbouwde middelen die zal worden gebaseerd op de theorie van kleuren ontdekt door M. Chevreul en in overeenstemming met de experimenten van Maxwell en de metingen van N. O. Rood.”
Chevreul benadrukte het belang van een accurate weergave van verlichting in het bevorderen van realisme, maar voegde eraan toe: “het is bijna altijd zo dat accurate, maar overdreven kleuring wordt gevonden meer aangenaam dan absolute trouw aan de scène.”Vincent Van Gogh nam het advies ter harte en maakte overvloedig gebruik van aanvullingen om elkaar te intensiveren. Van Gogh schreef: “deze Wederzijdse verhoging is wat men de wet van het gelijktijdig contrast noemt…als de complementaire kleuren op gelijke waarde worden genomen, dat wil zeggen op dezelfde mate van helderheid en licht, zal hun juxtapositie zowel de een als de ander doen toenemen tot een intensiteit die zo hevig is dat menselijke ogen er nauwelijks naar kunnen kijken.Chevreul was ook invloedrijk in de twintigste-eeuwse schilderkunst, vooral die van Robert Delaunay, die door zijn vriend Jean Metzinger in de theorieën van Chevreul werd geïntroduceerd. Delaunay ‘ s stijl van het mengen van relatief grote blokken van near-complementaries is tegenwoordig meestal bekend als Orphism. Delaunay zelf gaf echter de voorkeur aan de naam “Simultanisme”, een duidelijke knipoog naar Chevreul.
Chevreul is ook verbonden met wat soms Chevreul ‘ s illusie wordt genoemd, de heldere randen die lijken te bestaan tussen aangrenzende stroken van identieke kleuren met verschillende intensiteiten. Zie Chevreul ‘ s de wetten van het Contrast van kleur voor meer informatie.