Durante su estancia en dicho grupo, de 1904 a 1906, realizó investigaciones sobre la química de altas temperaturas y llevó a cabo estudios con siliciuros, carburos y boruros.

Estos resultados impulsaron la teoría que propuso la existencia, confirmada posteriormente, de los isótopo.

Ya en 1930, se instituyó una nueva comisión internacional de masas atómicas en la que Alemania fue incluida.

Allí Hönigschmid colaboró con científicos como Gregory P. Baxter, Marie Curie, R. J. Meyer y Paul LeBeau.

Al finalizar la II Guerra Mundial, la salud de Hönigschmid se vio gravemente deteriorada.