Junto con su esposa, la maestra y periodista Valentina Jrisánovna Kirlián (en ruso: Валентина Хрисановна Кирлян; fallecida en 1972), desarrolló un nuevo método de fotografiar objetos de distinta naturaleza por medio de una descarga de gas, lo que permitió observar la emisión de luz por los átomos o moléculas.
Es lo que hoy se conoce como cámara Kirlian.
No pudo estudiar, por lo que se vio obligado desde muy temprana edad a trabajar como empleado decorador y afinador de pianos.
En 1923 se casó con la hija de un sacerdote ortodoxo, Valentina, que trabajó como periodista y maestra.
Se convirtió en fiel amiga y ayudante de su marido.