Après avoir achevé ses études de pharmacien, il obtient un doctorat pour une thèse sur la philosophie de Kant. Ses premières recherches de physique portent sur le galvanisme et l'acoustique.

En Avril 1820, il découvre qu'une aiguille aimantée est déviée par le courant électrique. L'importance fondamentale de cette découverte est aussitôt reconnue et assure à Orsted une place parmi les plus grands physiciens de son époque.

Grâce à la déviation de l'aiguille aimantée, il découvrit l'existence du champ magnétique créé par les courants (1820)