Pour mener à bout ses recherches, il utilise la chronophotographie. Ce principe permet de prendre en rafale à haute vitesse plusieurs photos à la suite. Pour arriver à de tels objectifs, il utilisait des fusils photographiques.

Ce n’est pas le premier à avoir utiliser de tels procédés, en effet, c’est en découvrant les travaux de Edward James Muybridge qu’il rencontrera en 1881 qu’il va utiliser pour sa recherche la photographie.

Étienne-Jules Marey ne s'est pas seulement concentré sur les humains, il a aussi observer tous les êtres vivants, comme des raies, des chevaux, des goélands...

Et maintenant, un site internet proposant une exposition virtuelle qui s’appelle le mouvement en lumière permet de voir une partie de ses travaux.