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대서양 횡단 케이블 설치가 성공적으로 끝나자 켈빈은 공학자문회사 2곳에서 동업자로 일했다. 이 두 회사는 열광적인 팽창의 시기에 해저 케이블을 계획·제작하여 범세계적인 전신망을 구축하는 데 중요한 역할을 했다. 그러는 과정에서 톰슨은 126t 짜리 요트와 남작 영지를 가진 부자가 되었다.

그의 광범위한 과학적 흥미는 전기나 자기, 열역학, 수력학뿐만 아니라 조수와 지구의 모양, 대기의 전기, 땅에 대한 열연구, 지구의 자전, 지자기 등에 관한 지구물리학적인 문제도 포괄했다.

모든 과학은 똑같이 엄밀한 분석의 대상이 되어야 한다고 생각한 그는 다윈의 진화론 논쟁에 뛰어드는 것도 주저하지 않았다. 그는 다윈을 반대하여 "천사의 편에" 남아 있었다. 그는 지구가 변화해오는 동안 현재와 똑같은 자연의 힘이 작용했다는 다윈 등 초기 균일론자들의 생각에 반대했다. 그는 열역학 이론과 푸리에의 연구를 기반으로 해 1862년, 100만 년 이전에는 태양열과 지구의 온도가 상당히 높았음에 틀림없고 이러한 상황이 강한 폭풍과 홍수, 전혀 다른 형태의 초목을 만들어 냈을 것이라고 추정했다.

지구와 태양의 나이에 관한 그의 생각은 정확한 것이 아니었지만 생물학과 지질학 이론 역시 물리학의 정립된 이론들에 부합되어야 한다는 그의 주장을 강조하는 데에는 성공했다. 켈빈은 'Lalla Rookh'라는 그의 요트 위에서 휴식을 취하는 동안에도 계속 의문을 제기하고 여러 가지를 발명하여 특허를 얻었다.

그는 자신이 특허를 얻은 물건들과 전기 측정기구를 제조할 회사를 설립했으며, 그의 아버지와 마찬가지로 교과서를 출판했다. 〈자연철학에 관한 논문 Treatise on Natural Philosophy〉(1867)은 테이트와 공동으로 저술한 물리학 교과서로 다음 세대의 물리학자들의 사고를 형성하는 데 도움을 주었다.

켈빈은 1851년 왕립학회 회원으로 선출되었으며 1890~95년 회장직을 맡았다. 600편이 넘는 논문을 출판했고 수십 개의 특허를 얻었다. 그는 1907년 12월 17일 스코틀랜드 노스에어셔, 라르그 근처의 그의 영지 네서헐에서 죽었다. 런던 웨스트민스터 수도원에 묻혔다.