Marggraf đã giới thiệu một số phương pháp mới vào hóa học thực nghiệm. Ông đã sử dụng các phương pháp kết tủa để phân tích, như phản ứng màu xanh của Phổ để phát hiện sắt .  Công việc chính của Marggraf trong hóa học vô cơ bao gồm việc sản xuất phốt pho từ nước tiểu được cải thiện  và phát hiện muối kim loại kiềm trong tro thực vật và xác định chúng bằng phương pháp thử lửa.

Việc ông chiết xuất đường từ củ cải , mà sau đó chỉ có sẵn từ cây mía , là điểm khởi đầu cho ngành công nghiệp đường ở châu Âu.  Mặc dù Marggraf nhận ra tác động kinh tế của khám phá đó, ông đã không theo đuổi nó. Franz Achard , sinh viên của Marggraf , đã hoàn thành công việc và phát triển một phương pháp chiết xuất kinh tế cho đường từ củ cải đường. Các sinh viên khác của Marggraf bao gồm Johann Gottlob Lehmann , Franz Carl Achard và có lẽ Valentin Rose the Elder và Martin Heinrich Klaproth. Ông cũng là người đầu tiên phân lập glucose từ nho khô vào năm 1747.