为了解释宇宙中大质量超巨星坍缩时产生的现象,惠勒创造了“黑洞”这个相当简洁、贴切、概括性的词汇。此外,惠勒还在核裂变研究领域获得创造性成果,选定铀-235作为制造原子弹的原料,是第一位从事原子弹理论研究的美国人。他曾从事氢弹研制工作,在统一场研究中有相当成就。