Fece importanti scoperte in Chimica organica, inorganica ed analitica. I suoi studi sui composti cianici lo condussero alla scoperta della sintesi dell'urea (1828). Con Liebig fece le celebri ricerche sul benzoile, sulla amigdalina e sull'acido urico. Scoprì nel 1827 l'alluminio, che ottenne in forma metallica, poi l'azoturo di boro e gli eteri tellurici. Dimostrò le somiglianze ed analogie del titanio e del silicio col carbonio. Fece un gran numero di ricerche su vari minerali e metalli. Scrisse, oltre agli Esercizi pratici di analisi chimica, un Trattato di Chimica, tradotto in quasi tutte le lingue.
      Allievo di Berzelius, fu a lui affezionato e fedele sino alla morte. Nel 1875 Wöhler pubblicò i ricordi del suo primo viaggio che fece in Svezia quando, ancora giovane, andò a studiare nel laboratorio del grande chimico di Stockholm (Ricordi di gioventù di un chimico. Visita di Wöhler a Berzelius, in Berichte, 1875, pag. 838, e in Rev. Scient., 1876, t. X, pag. 313). Per gratitudine al maestro tradusse in tedesco dallo svedese i famosi Jahresberichte ed il Trattato di Chimica del Berzelius.
      Sono circa 280 le Memorie e Note scientifiche pubblicate dal Wöhler.
      Per dare un'idea ai giovani che anche con apparecchi semplicissimi si possono eseguire esperienze non facili, trascrivo un brano dei ricordi di Wöhler intorno la sua prima visita a Berzelius, sopra accennata:
      Una favorevole circostanza mi fece conoscere a Lubecca il farmacista Kindt. Egli era un uomo amabile, che con vivo interesse seguiva il progresso della scienza del suo tempo e col quale ho conservato dei rapporti di amicizia sino alla fine della sua vita.