بعض الأبحاث والنظريات والتجارب التي ابتكرها بنفسه والتي تخص تجربته المحددة:
1- تجربة في إثبات أن الضوء يسير في خطوط مستقيمة (على سموت مستقيمة) : لإثبات هذه الظاهرة عمد ابن الهيثم إلى عمل ثقب في حاجز يحول بينه وبين ضوء الشمس في وضح النهار ثم احضر أنبوبا مطاطيا منحنيا، ثبت طرفه بالثقب، ثم نظر من خلال الفتحة في الطرف المقابل فلم يجد أثرا للضوء. بدأ بعدها يعدل وضعه بأشكال شتى ولم يظهر الضوء إلا عندما صار الأنبوب منطبقا على سمت يمر بالثقب وهكذا استدل من تجربته أن الضوء لا يسير إلا في خطوط مستقيمة، ولم يكتف بتجربة واحدة بل عمد إلى تجارب أخرى.
2- بحث في ظاهرة الإظلال –الخزانة المظلمة ذات الثقب-قوله في الألوان وقوس قزح- العين- نظرية ابن الهيثم في الإبصار .