新发明年代1876年，爱迪生迁到了新泽西州的“门罗公园”。在这里，他建立了自己的“帝国”。他的到来不仅为门罗带来了生机与活力，也使这个默默无闻的小地方在短短几年之内变得声名远扬。
“门罗帝国”充分网罗了各个学科的精英，爱迪生将他们组织起来顽强地追求着自己的目标。这是爱迪生最出色的一点。他所迈出的这一步，不但在他一生的事业中具有不可估量的意义，而且在全美国历史上也是一个创举，它标志着集体研究的开端。
在这个特殊年代中，爱迪生凭着超人的研究精神、恒心与不屈的努力，成功地完成了电话、留声机、电灯、发电设施、电影、电车、打字机、X光机等等多达1000种的发明或改造工作。这时的爱迪生深受社会敬爱，他成了社会的宠儿。不过，这个曾经经历了颠沛流离生活的年轻人深深懂得，人生的道路上，惟一值得信赖的只有头脑与努力。
19世纪可以说是一个传奇的世纪，新的发明层出不穷。当电报系统开始以电码形式传送信息时，发明家们便大动脑筋，设想能否将人的声音转换成相对应的电信号，再用电线传送出去。比起声波在空气中的传递效率来，新的方式可以更快、更远。当电信号到达另一端后，再经仪器转换为原来的声波。只要两端都有发话与收话的仪器，那就可以使相隔两地的人们轻松地相互交谈了。
这是一个伟大的设想。它的诞生将预示着人类文明的进一步提高。几乎在同一时期，有3位科学家开始着手这方面的研究。他们是亚历山大·格雷厄姆·贝尔、托马斯·阿尔瓦·爱迪生与伊利夏·格雷。
贝尔电话因为一个小小的膜片，从而向成功迈进了一大步，这得益于贝尔对声音与耳朵的思考。不过，贝尔电话音量微弱，通话距离短，有着巨大的局限性。
爱迪生对于贝尔的这架机器作出了各方面的改进。首先他采用了一种完全不同的传送方法。爱迪生希望以改变电流的方法来产生更强、更清晰的信号，于是他想到了平衡电流法。通过某种材料与电流的“对抗”，使电阻减弱的原理来调节电流通过时的强弱。这样，电阻就可随压力的大小而产生相应的电流。这个想法无疑对贝尔电话作出了实质性的改良。接下来，补充电力则成了主要问题。爱迪生使用一个双线圈设备。其中一个线圈连接在干电池的两极，另一个与电话机相连。当声音进入传话器时，第一个线圈就因振动而感应出电流，这股电流流入另一个细线绕成的线圈时，强度便可放大数倍，有了这足够的电流，声音就可以被送得更远了。实验证明，改进后的电话音量果然增大，但是仍然不太清晰。
一天晚上，爱迪生正在实验室工作。油灯不亮了。无意中他发现一种被称为碳黑的材料把好的玻璃罩熏黑了。这种乌黑油腻的烟油像丝绒般在爱迪生的指尖滑过。这些黑黑的物质引起了爱迪生的兴趣。他请助手巴切勒将它们做成了一个个类似纽扣的小盘。将这种小盘装在一个铁皮上，上面压上另一片铁皮，再上面是震动膜。接通电流后，话筒中发出了清晰、有力的声音。新电话使原本的通话距离由几英里一跃提高到了数百英里。
1877年4月，爱迪生申报了这种碳阻电话送话器的基础专利。
毫无疑问，贝尔是发明电话的第一人，可是爱迪生却利用一个可变性碳阻装置彻底推进了它的传声性能。
1877年底，爱迪生发明了留声机。
I878年4月18日清晨，爱迪生由助手查尔斯·巴切勒陪伴，乘车来到华盛顿，准备去国家科学院演示这架神奇的机器。这次演示被参观者赞为是精彩绝伦的。晚上11点，海斯总统接见了爱迪生。他一直为总统表演了足有两个钟头。他被大家包围着，直到清晨3时才停止。留声机被人们称为科学的奇迹。
以后，爱迪生又做了很多修改。新式留声机采用了浮动唱针，由电机驱动，用蜡作为录音材料。它的录音转筒用的不再是浸蜡硬纸板而是实心蜡柱。当一层蜡磨损后，只要将表面刮去就可继续录音了。
发明这种能够令人们享受到美好声音的机器，真的使爱迪生成为了一位好像寓言故事中的术士，它那变幻无穷的魔力使声音跨越了距离与时间，随时随地重现于人类面前。
尽管这是一位没有高深学识并且身患耳疾的人，但他的确获得了一个又一个的成功。凭借着自己的努力与实践，爱迪生一次次地证明了那些原本嘲笑讥讽过他的理论家们的错误。
煤气灯在美国照明史上占有近一个世纪的历史。
爱迪生坚信自己一定能够设计出一种全新的照明设施，它没有讨厌的烟气、刺眼的火焰、令人烦躁的噪音，墙壁不再被碳熏黑并且价格要比使用煤气更加便宜。
爱迪生着手电灯研究之前，约布罗契柯夫发明的“电烛”问世了。利用绝缘的熟石膏将两个碳极隔开，当“电烛”照亮时，绝缘层就与碳棒同速燃烧发出白炽光。从本质上讲，这种“电烛”也是电弧灯的一种，只是更加省电一些。1876年，巴黎歌剧院门前的大道以及伦敦泰晤士河岸的照明都由“电烛”完成。但它最长也仅能维持两小时的亮度。但是爱迪生却相信，人们要使用的灯决不仅仅停留在这样的阶段。因为电弧灯光线太亮，既刺眼，成本又高，还会发出气味、产生烟雾，不适合于一般照明。从某种意义上讲，它离人们的实际要求还相去甚远。
爱迪生时刻都在思考着怎样以电力改变人类的生活条件，减轻人类的劳动负担。1878年，他在《电与煤气争夺通用照明地位》的标题下写道：目标——爱迪生要用电力照明取代煤气照明，不仅要使电力照明具有煤气照明的一切优点，而且还能给人们带来热能和动能。利用热能，可以烘烤面包、烧菜；利用动能，可以开动各种各样的机械……这个思路完全是新颖的。但在一般的电学家们看来却是荒谬的。爱迪生剖分电流的设想引来了不少的非议。一些同行认为爱迪生的设想是“空谈”。他们认为不论是谁，总不能超越那些公认的自然法则。要想从同一根电线上既给你送来电光，又给你送来电力和电热，那决不能成为现实。提及用电热来烹煮食物，则更是荒谬绝伦的。
1878年秋天，门罗公园已经成为研究电灯的“战场”。爱迪生是总指挥，协助他的是7位经验丰富的助手。
他们首先要寻找适于制作灯丝的材料。在试验过的金属中，铂（也称白金）似乎是最理想的一种，因为这种材料符合电阻高、散热慢的要求。10月5日，爱迪生提出了一份关于铂丝“电灯”的专利申请，这种灯泡的灯丝，是铂丝绕成的双螺旋，它们之间再加一支金属棒。当灯丝热度接近铂丝的熔点时，金属棒便膨胀造成短路，灯泡温度降低，铂丝冷却的同时金属棒也冷却下来，于是电流再次通过，然而铂的价格昂贵，不利于普及。不久，爱迪生就放弃了铂丝的使用，转而采用铂箔，但是成功总是显得那么遥远。
爱迪生把能想到的耐热材料全记到了纸上，经过统计，竟有1600多种。难道这1600多种耐热材料中就没有一种适用吗？爱迪生思索着。他更换不同的材料，制成许多不同直径、不同形状的灯丝，一样样地试。
一天晚上，爱迪生在实验室中一边思考着问题，一边心不在焉地把一块压缩的烟煤在手中揉搓着，不知不觉中，烟煤已被搓成了一根细线。他突然想试试手中的细线是否会对实验有所帮助。他将其截下一小段，放在炉中熏了大约1小时，再把它放进玻璃泡中，抽去部分空气，然后把电流接上。立即，脆弱的细线释放出了耀目的亮光。细心的爱迪生发现，经过碳化后的细线变得异常坚硬。炭丝灯虽然只亮了很短的时间，但却给电灯的研究带来了成功的希望。
无数次的失败之后，爱迪生发现灯丝过快地被烧坏，是由于灯泡中还留有过多的氧气所造成的。于是一天傍晚，在爱迪生和助手们成功地把炭精灯丝装进灯泡中之后，一位德国籍的玻璃专家按照爱迪生的吩咐，将灯泡里的空气抽到只剩下一个气压的百分之一后封上了口。这为爱迪生提供了一个高度真空的条件。当电流接通后，灯丝在真空状态下发出了金色的亮光！这正是他们日夜盼望的情景。连续45小时后，灯丝才被烧断。这一天被历史永久地记载了下来——1879年10月21日。
不出两个星期，爱迪生提出了炭丝电灯的专利申请。以后的几星期，工作小组全力投入了制造灯泡的工作中。他们将制作出的一些灯泡挂在实验室和爱迪生的家中，还有些悬于街道的上空。门罗公园将以这神奇的“未来之光”迎接1880年的新年。
伽利略曾经说过：“光是惟一的来自其他星球的信使。”但是在1880年这个不平凡的夜晚，爱迪生却用他所造出的一种神奇的发光体照亮了整个门罗。宾夕法尼亚铁路公司载了3000多人来到门罗。当火车在这个漆黑的冬夜到达时，爱迪生开动机器，40盏白炽灯全部点亮，就好像朵朵金花，脚下的雪地被照得通明。人们一个个目瞪口呆，忘记了寒冷。这里简直就像另一个世界。
爱迪生的进取心是永无止境的。他向人们宣布，在灯泡的寿命没有达到600小时以前，还不能算是成功。提高灯泡的耐久率，是爱迪生改进白炽灯的重要一环。其后他发现竹子纤维在碳化后做灯丝，寿命可长达1200小时。
几年以后，他又发明了一种化学纤维替代竹丝。再往后，试验重新转向耐热的金属方面，最后才改用钨作灯丝。爱迪生坚持不懈的研究终于获得了最后的胜利。事实教育了一些人，改变了他们的偏见。到1882年爱迪生已在纽约建成了一个当时世界上最大规模的电力系统，它的直流发电机功率达到600多千瓦，为几千名用户提供照明用电。此后，白炽灯的使用范围空前地扩大，逐渐遍及全世界。
电灯的发明及推广，可能是爱迪生最杰出的成就，也是他一生中所达到的最高点。毫无疑义，爱迪生的这一伟大发明在科学史上开辟了一个新纪元，把人类从此带进了一个崭新的电光世界。人们最终感受到了光明、舒适、温暖与快乐。爱迪生的发明影响了千万人的生活方式，也推动了人类文明的进程。
爱迪生效应在致力于电灯事业的扩展中，爱迪生忽略了后来被认为是19世纪末期的一项最重要的科学发现。在爱迪生对白炽灯进行完善化的过程中，他发现由于炭丝在白炽状况下不断损坏，造成了灯泡的损坏。出于好奇，他在灯泡中封入了一根铜丝，这也许可以抑制灯丝的挥发。结果并没有达到他的目的，但却发现了一个特别的现象。在灯泡亮的时候，也就是处于受热阶段时，如果给铜丝加上正电压，虽然铜丝与炭丝并不相连，而且是在真空的条件下，但灯丝与铜丝之间依然有电流通过。如果炭丝没有受热，或者给铜丝加上负电压，则不会出现这种现象。
遗憾的是爱迪生没有继续研究下去，只是将这一事实记在日记本里，又在论文中加以描述，最后于1883年写成专利书呈报上去。这就是后来被称之为“爱迪生效应”的现象。这种现象直到20年后才得以解释。
1884年8月9日凌晨，妻子玛丽因患伤寒去世了。她被安葬在纽约快乐山的墓地中。鲜花围绕着玛丽的墓碑。妻子的去世对爱迪生产生了极大的影响。他感到从未有过的孤寂。他经常回忆起家庭带给自己的温馨。现在，门罗公园能给予发明家的除了悲伤与回忆外，别的什么也没有了。他将两个儿子送到了纽约托外祖母代管。大女儿多特本来住在纽约的寄宿学校，母亲去世后，她就回到了父亲身边陪伴着他。为了消除寂寞，爱迪生常带女儿到戏院去，也会偶尔弹弹钢琴作为消遣。他要借此把在长期的工作中绞紧的心舒解开来。
前妻去世两年之后，他遇到了米娜·米勒。这是位禀赋不凡而又文雅的女性，爱迪生与米娜一见钟情。1886年2月，他们幸福地结合了。婚后，爱迪生买下了新泽西州西奥兰治郊区的一所漂亮的房子，举家迁居这里（有趣的是，160年前爱迪生的祖先们从荷兰移民美国大陆时，也是在新泽西州安家）。这时，他才重新又拥有了一个温暖的家。几年后，他们又有了两个儿子和一个女儿。
