С 1827 преподавал в университете Галля (с 1828 профессор). В 1831—37 профессор Гёттингенского университета, в 1843—49 профессор Лейпцигского университета, с 1849 вновь Гёттингенского университета. Основные работы Вебера посвящены электромагнетизму, а также акустике, теплоте, молекулярной физике. . Наблюдал интерференцию звука (1826), выдвинул идею звукозаписи (1830). Совместно с К.Гауссом участвовал в разработке методов и аппаратуры для геомагнитных измерений; в 1833 ученые создали первый в Германии электромагнитный телеграф. Работы Вебера привели к независимому определению единицы электрического тока в электромагнитной системе единиц по величине создаваемого током магнитного поля. Именем Вебера названа единица магнитного потока.