Su trabajo sentó los fundamentos empíricos sobre los que Max Planck pudo formular la constante y sus teorías cuánticas.

[5]​ Allí continuó desempeñándose en la Physikalisch-Technische Reichsanstalt (la antecesora de la Physikalisch-Technische Bundesanstalt), donde en 1894 obtuvo además la habilitación como Privatdozent y finalmente llegó a ser director del instituto.

Aunque los fenómenos de interferencia propiamente dichos ya los había descubierto en 1849 el geólogo mineralogista austríaco Wilhelm von Haidinger y habían sido descritos en 1874 por el físico francés Eleuthère Mascart, nadie había vuelto a hablar de ellos hasta que Lummer retomó el tema demostrándolo en las placas de vidrio mencionadas.

A comienzos del nuevo siglo (en 1902), este desarrollo lo llevó a construir un espectroscopio de interferencia que diseñó en un trabajo conjunto con Ernst Gehrcke que se conoce con el nombre de ambos físicos.

[5]​ En conjunto con Ernst Pringsheim (1859–1917) realizó la investigación básica sobre la distribución de la energía en el espectro de un cuerpo negro que condujeron a Max Planck a formular su hipótesis cuántica.

Wien demostró en 1894 que si se conocía para una temperatura la distribución espectral, era posible deducirla para cualquier otra y definió un función que luego se conocería como ley de desplazamiento de Wien.

Otto Lummer no llegó a recibir el galardón, pero fue nominado en dos oportunidades por Emil Warburg, quien propuso en 1910 y en 1911 que se compartiera el premio entre Lummer, Wien y Planck.