1801年，英国一名化学家戴维将铂丝通电发光。他在1810年亦发明了电烛，利用两根碳棒之间的电弧照明。1854年亨利·戈培尔使用一根炭化的竹丝，放在真空的玻璃瓶下通电发光。他的发明今天看来是首个有实际效用的白炽灯。他当时试验的灯泡已可维持400小时，但是并没有即时申请设计专利。
1850年，英国人约瑟夫·威尔森·斯旺（Joseph Wilson Swan）开始研究电灯。1878年，他以真空下用碳丝通电的灯泡得到英国的专利，并开始在英国建立公司，在各家庭安装电灯。
1874年，加拿大的两名电气技师申请了一项电灯专利。他们在玻璃泡之下充入氦气，使通电的碳杆发光。但是他们无足够财力继续发展这项发明，于是在1875年把专利卖给爱迪生。
爱迪生购下专利后，尝试改良使用的灯丝。1879年他改以碳丝造灯泡，成功维持了13个小时。到了1880年，他造出的炭化竹丝灯泡曾成功在实验室维持1200小时。但是在英国，斯旺控告爱迪生侵犯专利，并且获得胜诉。爱迪生在英国的电灯公司被迫让斯旺加入成为合伙人，但后来斯旺把他的权益及专利都卖了给爱迪生。在美国，爱迪生的专利亦被挑战。美国专利局曾判决他的发明已有前科，属于无效。最后经过多年的官司，爱迪生才取得碳丝白炽灯的专利权。
爱迪生的最大发现是使用钨代替碳作为灯丝。之后在1906年，通用电器发明了一种制造电灯钨丝的方法。最终廉价制造钨丝的方法得到解决，钨丝电灯泡被使用至今。
电灯泡的最大问题是灯丝的蒸发。因为钨丝上细微的电阻差别造成温度不一，在电阻较大的地方，温度升得较高，钨丝亦蒸发得较快，于是造成钨丝变细，电阻进一步增大的循环；最终令钨丝烧断。后来发现以惰性气体代替真空可以减慢钨丝的蒸发。今天多数的电灯泡内都是注入氦、氩或氪气。
知识链接：爱迪生精神
爱迪生醉心于科学研究，对自己的私事却一点都不注意。可以这样说，他在73岁以前未曾好好睡过觉；即使到了晚年，他每天的工作时间仍不少于16～18小时。他一搞起试验来，就忘记了休息，偶尔实在疲乏坚持不了时，才稍作休息，因此，他也非常喜欢和他有同样精力的人当他的助手。这一天，有个自称无眠的人到他那里谋求工作。爱迪生很感兴趣，认为这个人是他最理想的助手，于是便和这位“无眠者”一块工作。可是，在连续工作60个小时后，这位无眠者再也支持不住了，倒头便睡，连机器发生故障，发出巨大的轰鸣声响也未惊醒他，而爱迪生仍在不倦地工作着。在当时，爱迪生不倦工作的精神是远近驰名的，许多人非常羡慕他。
有一天，爱迪生接待了一位来访者，这位来访者一定要这个“妖魔人物”介绍一下不倦工作的“秘诀”。爱迪生觉得好笑，因为他不倦工作本来是没有什么秘诀的，便顺口说了一句笑话，告诉那位来访者说：“每天早上吃一只兔子或许能行。”那人信以为真，起身告辞，回去后果然照此办理。可是，6个星期以后，这个人已经累得大病一场，起不来床了。他不讲究修饰，常穿着破旧的被化学药物染污了的衣服，他这种习惯到老年时尤甚。平常人都以为他是伙夫，报纸也常刊载讽刺他的文章。这恰好证明他把全部心血和精力都倾注在科学研究上了。1872年他在研究自动电报机时，由于试验入迷，思想高度集中。有一次他需要到外边办一件急事，可是当人家询问他的名字时，他竟好一阵想不起来。爱迪生在科学研究的道路上，步履坚实，的确花费了巨大的体力与心力。
在他77岁生辰的时候，有人问他的人生哲学是什么？他回答说：“做工！揭破自然的秘密，并使它为人类服务。”这是他从事科学研究的真正动力，不过，这并不是“秘诀”。