Su éxito le valió una distinción y entró en el laboratorio de química orgánica Escuela Normal Superior de París, donde presentó su tesis.

Descubrió la cristalografía siguiendo las lecciones de Pierre Curie en 1905 sobre la simetría en los fenómenos físicos.

Se convirtió en asistente de Frédéric Wallerant en la Sorbona, donde estudió cristales líquidos.

En este período, estuvo particularmente interesado en la difracción de rayos X producida por cristales.

Mauguin fue el primero en notar que cuando intercalaba los cristales líquidos semisólidos entre dos polarizadores alineados, podía girarlos uno en relación con el otro, pero la luz continuaba transmitiéndose.