富兰克林热爱生活，对斑斓的五彩世界充满了极大的热情和怀有浓厚的兴趣。即使在繁忙的商业、社会活动中，他也要抽出时间探索研究他所热爱的大自然。
早在20岁从伦敦返回费城的海途中，他就对所观察到的大气的突然变化，海豚身体颜色、光泽的变换等等做过准确的记述。在回到费城后艰苦创业的岁月中，无暇顾及科学研究的他仍经常想到“自然哲学”，并注意结交有机会遇见的专家们。
1742年，富兰克林发明了一种新式取暖炉，这种炉子可以把更多的热量散发到屋子里而不是随着烟囱跑出去。由于它省燃料，热效高，很快得到推广，人们叫它“富兰克林炉”。富兰克林还改良了传统的老式壁炉。此外富兰克林还发明了双光眼镜，给老人带来了极大的便利。
就在他倡办“美洲哲学学会”的1743年，他作了一次堪与第一流的气象学家媲美的关于气候现象的观察。他写道：“星期五（10月21日）晚上九点，费城上空将出现月食。我打算观察它，却被一场东北方来的暴风雨所阻碍。这场暴风雨7点到此，像往常一样带来厚厚的云层，使整个半球阴霾四布。可是当邮差将波士顿的报纸送到，那上面记述了同一场风暴在那一地区造成的后果，我发现月食的开始在那里清楚地观察得到，尽管波士顿位于费城东北面400英里之处。
“这个使我迷惑了，因为那场风暴在我们这儿开始得那么早，使得我们不能进行观察；而那是一场东北风向的风暴，我想象它在远在费城东北方向的地方应发生得更早。因此，我在给我在波士顿一位哥哥的信中提到了它；而他告诉我说，那场风暴直到晚上11点才到达他们那里，所以他们能清楚地看到月食。在比较了我得到的其他几处殖民地关于那场风暴发生时间的记述后…我发现在东北且越远的地方，风暴总是发生得越迟。
“由此，我对这些风暴的成因形成了一个看法，对它我将以一两件人们所熟知的事例加以解释。假定一条长运河里的水在终端被一道闸门堵住了，水一直很平静，直到闸门打开，这时它开始流出闸门，紧挨闸门的水先动，向闸门方向流动；紧挨着先动的水的水接着流动起来，这样连续不断，直到运河的尽头流动起来，运河尽头的水是最后才动的。这里，所有的水的确是向闸门流动的，但依次开始流动的时间却是反向的，也就是从闸门开始，倒回到运河的尽头。再看一例，假想一个房间里的空气是静止的，没有气流穿过房间，而后你在烟囱里升起火来，立即，烟囱里的空气受热而上升，紧挨着烟囱的空气流进烟囱补充它的位置而向烟囱流动；接下去，其余的空气也连续地向烟囱流去，一直到门那里。就这样，产生了我们的东北风向的风暴：我设想在墨西哥湾或那附近的空气因剧烈受热而稀薄上升，它原来的空间由它以北毗邻的较冷、因而较浓密、较重的空气来补充，这一空气的流动又引起它更北部的空气也流过来，形成一股连续运动的气流，而我们的海岸线和内地的山脊使这气流呈东北方向，因为它们是东北-西南走向的。”
富兰克林的看法颇有道理，当然还要留待他人去理解。然而他已向着关于那巨大的旋转的风系即旋风或逆旋风的知识迈出了第一步。
1748年，富兰克林把他观察到的蚂蚁的一些情况告诉了一位瑞典生物学家。他相信，在蚂蚁之间存在着一种类似交谈的东西。为此，他做了实验。
富兰克林对农业也感兴趣。他是最早感觉到农村的农业资源不应被浪费，感到正如农业是一种生活方式一样，农业也应和商业相联系，应是一门科学的美国人之一。他敦促他所创办的学院讲授种植和园艺。
1752年4月23日，他在给卡德瓦拉德·科尔登的信中谈到了空气和光。他写道：“我必须承认，我对于光是一无所知的。那种假定称为光的物质微粒连续不断地被从太阳表面快得惊人地送出的学说没有使我满足。以这样的运动，那些可想象的极为微小的颗粒一定不会具有超过大炮发射出的24磅重炮弹的力量吗？…难道不可以更为合宜地把所有光的现象解释为：假定宇宙空间充满着一种微妙的有弹性的流质，当它静止时，是看不见的，但它的震颤则影响到了精细的眼睛的视觉，如同空气的震动影响耳朵这种较粗的器官一样。以声音的例子来说，我们没有想象比如说一座钟发出的响亮的微粒循直线飞向耳朵；我们为什么一定要想象有光亮的微粒离开太阳，直奔眼睛呢？…好在我们不像可怜的伽利略那样被宗教法庭指责为异端邪说。我悄声在私人信件中反对正统学说会是危险的。”在当时，已经有人提出光波理论，富兰克林是否知道它，不得而知。但清楚的是，他提出了自己的看法或支持了他认为更合理的新理论，向正统的学说挑战。
那年12月，他为他在波士顿的哥哥约翰制作了美洲医学史上第一根有弹性的导尿管。
当时，他跑到银匠那里“指点他制作一根（坐在旁边直到完工）”，然后寄给了他的哥哥。
在从事科学研究的这第一阶段，他还接近完全地观察和记述了一场旋风发生的情况。
科学之于富兰克林，是蕴含于日常生活中的一种情趣。他在日常生活中发现它们，研究它们；他为了生活中的实际需要，而进行发明、创造：省柴取暖炉解决了冬天取暖中的问题，导尿管减轻了哥哥的病痛。而他为人类避免雷电的伤害则发明了避雷针，这是与他在电学研究上的杰出贡献紧密相联的。