继格拉斯哥的汤姆逊和柏林的亥尔姆霍兹之后，麦克斯韦任卡文迪什物理实验室教授。这三位伟大的科学家使这个实验室大放光彩，成为我们这个世界上最有名的科研成果最卓著的实验室。第二次世界大战之后，在资金十分困难的情况下，这个实验室发现了遗传物质(DNA)的双螺旋结构，开辟了分子生物学的新领域，这个伟大的发现使人类进入了一个崭新的时代，它可以与阿波罗登月计划和曼哈顿原子弹计划相媲美，并称为自然科学史上的三个划时代的计划。从此之后，人类就进入了所谓基因社会和分子王国了。
19世纪的进步，使科学教育不可避免地进入了平民的生活，科学开始走出以前业余的圈子。精密的仪器，可以把物质放在特殊条件下进行检验，真空泵和体积很大的电磁铁成了实验室的标准设备，这在18世纪是不可想像的。使用这些设备需要对实验人员进行教育，因而在大学里用实验室技术来教育本科生就是需要的了。
汤姆逊在格拉斯哥，麦克斯韦在爱丁堡都开始进行这项工作。英国的土木工程部于1839年成立。
“培养学生们观察、判断和发明的才能可以借助他们的实验课来进行，通过访问制造商和各种工厂，学生们就会增长见识，在此过程中老师都陪伴着他们，为他们解释各种问题。”
惠斯登(Wheatstone)也曾向工程师们讲授关于电的知识，他还教他们制造电机。工程师们由于导师不同，观点也各异，他们主要在学校放假期间进行学习和接受训练。在那个时代，很少有工程师能进大学学习。1868年，牛津大学决定为物理学家们建立正规的实验室，剑桥大学也不甘落后。
当然，并不是所有的本科生都能走上科学探索道路的，但使他们都受到生活工作各方面的教育，特别是科学教育，越来越迫切与需要。各大学的委员会设立起来了。1869年，剑桥大学也有了自己的实验室，但装备经费的数目大得惊人。伊萨克·托德汉特(IsaacTodhumter)承认创造性实验的价值，但怀疑它们能否产生启蒙的效果，“那个摘下一朵实验之花的人，也就破坏了它的秀气与美丽”。他说：“据说小男孩对物质更有兴趣，实际上他们对足球才更有兴趣。”这是对实验教育的反对态度。但从总的来看，人们还是支持科普教育，支持各大学设立实验室。当剑桥大学申请巨额资金建立实验室时，大学的校长——德文郡公爵只得掏自己的腰包来完成这项任务。
威廉姆·卡文迪什·德文郡公爵是一个杰出的人物，他是18世纪的物理学家。但他后来从政了。1872年，他被选为德文郡委员会主席。皇家委员会研究了国家与科学的关系，其目的是要弄清楚是否世界上多数国家都支持科学发展。委员会提供了一些惊人的数字和事实：当时在牛津有9个搞自然科学的机构，共有165人；而在剑桥只有3个这样的机构，共有105人。堂堂的大英帝国在化学研究论文方面只相当于德国的六分之一。
政府在自然史研究方面花的钱比其他科学投入的总和还多。委员会要求政府给予支持。要英国大学的早期阶段不分专业地增加各类课程，这是对学校教育的激进改革，但一般来说，这些建议被忽略了。从这里可以看到，与欧洲大陆国家，特别是与法国和德国相比，英国在科学研究方面是进步的，但在把科学研究转化为生产力方面却落后于法国与德国，特别是落后于德国。故步自封，以大英帝国自居，恐怕是一个主要的原因。特别需要指出的是，当时的英国科学院、科学学术协会及某些机构进入了大量的不懂科学技术的权贵和要人，这些会员并不关心英国科学与技术的发展，所以大学的教育教学改革步子很慢、很小。
公爵想以自己的方式改造大学，他的丰厚资助使研究工作得以继续。到1870年底，大学专门设立了一个讲座席。汤姆逊说，剑桥大学的文化气候和生活的舒适都令人羡慕。当时他的夫人去世了，他说他惟一想做的就是把自己的余生献给科学。
在格拉斯哥大学，他的生活也很舒适，关键是“这里有利于进行力学研究”。
当卡文迪什物理实验室邀请麦克斯韦时，一开始，他拒绝了，后来他从朋友写给他的信中又知道了一些情况，于是接受了这个职位，但这时实验室还没有建立起来。不过这更好，他可以按自己的想法建设这个实验室。根据他的经验和吸取国内一些实验室的长处，这个实验室建造得十分完美。它朴实无华，非常实用。因而在后来的一百年中，使剑桥大学的物理学一直处于世界领先地位。
实验室设计的某些特点值得一提，由泰晤士河上的蒸汽轮船引起的磁干扰在剑桥这个乡下天地里，倒用不着担心。但可能的交通振动还是存在，因此，要考虑到排除这种干扰。一个特别的磁实验房间是用巨石做成的支柱建立在其基座上，地板上有孔通过。敏感的仪器放在其顶端。在实验室的地下室里还有一个车间，用来制造各种仪器设备，一个电池房间为整个实验室提供电力。在这座建筑物的顶端，放置了一个大水箱，使它的压力足够带动真空泵。真空线通向实验室的各个房间。另一个值得注意的地方是所有的窗户都面向东南，每个窗子都建在石头的基座上，定日镜就放置其上，这些定日镜能随太阳转动而运动，从而把太阳光传人实验室，阳光提供了最强的光源。所有这些特点都表明，麦克斯韦抓住了实验室设计最实用的方面。
但是，这种设计的经费预算超过了2450英镑（原来计划6000英镑，这在当时是一笔巨款）。尽管如此，公爵还是同意了这个方案，并答应还要为实验室购置一些必要设备。麦克斯韦拿出了一个单子，并把自己的一些设备也贡献了出来。对装备实验室的设备清单已经列出，但要完成这个任务还需要时间。
他在向大学的报告中说：
“校长要通过装备卡文迪什实验室来显示他的天赋才能。
因而，所有的设备都要是当代最好的。”
这句话显示了这样的事实：当代最先进的科学也是不断变化的，实验室需要新的设备去探索未来更先进的科学。麦克斯韦保留了自由购买其他设备的权力，在他任期内，他为实验室的建设花了几百英镑。即使如此，他的后继者瑞利(RayLeigh)仍发现这里的设备不尽人意。
做实验，需要干燥的环境，因而这里装备了很干的木制地板，尽管如此，每天的地极仍吸收2磅的水分，这是不利于基础研究的。瑞利比麦克斯韦更实际，他很快为这实验室设立了一笔基金，他自己捐出500镑，公爵也捐出500镑。
这个实验室始建于1872年，完工于1874年，拖延使麦克斯韦非常恼火。
麦克斯韦的就职演说是对当时科学状况的出色概括。他含蓄地回答了那些不赞成建立这个实验室的人们。他指出一切实验都是十分重要的，他在研究性的实验和证明式的实验之间划了一条界限。
“证明式的实验的目的是为了解释某些科学观念，以便使学生们能抓住它们，理解它们，这种实验需要把观察和证明的现象突现出来，而不使它们与别的现象纠缠在一起。为了展示证明式的实验，就要鼓励一些人去做这样的实验，以便培养和形成我们职责的重要部分。”
证明性实验的材料越简洁，学生们就越容易掌握，就越容易达到证明它的目的。这种实验的教育目的是与设备的复杂性成反比的。使用国产设备（常常出故障）做实验的学生们，常常比使用已试好了的设备学到更多的东西。那些试图想通过书本来学习物理学的人们，只有通过实验的帮助才能认识它们。
“然而，研究性的实验则不然，说明不是主要目的，实验的目的是为了看到在某些条件下会发生什么情况。最终的目的是衡量估价我们已经看到的东西，对它的量有个数概念。”说明性的实验是给本科生开的，研究性的实验却留给教授或研究生。
麦克斯韦尽量给学生留出更多的自学时间，反对给学生留过多的作业。他指出，荣誉学位考试中有数学，但把数学运用在什么题目上却是很重要的。
“毫无疑问，这里存在感情上的理由，我们中的不少人已经克服了刚学习数学时的困难，当我们继续我们的研究时，我们发现，它还需要努力。但我们相信，只要努力学习，我们就会取得进步。
“还有一些人具有一些陈旧的实验经验，认为只要能读出数字、记准时间、对准焦距等就够了，这种简单的工作不需要付出巨大的劳动，长期从事这种单调的工作，我们的眼睛会劳累，背会疼，但我们的精神却闲着，一无所获。
我完全承认，我们的精神能力也有量的限制，不少学生想干更多的事，学更多的知识，但是，实验研究不完全是一个量的问题，在很大程度上，它是一个能量如何分布的问题。在某些地方，需要花费更大的气力（能量），因为它对达到目的是更有用的。
“还有些数学家为自身的原因去研究数学，多数人想，数学的研究是为了对自然作出解释。为了理解所看见的某些自然现象而研究数学，或对实验结果作数学运算的人，很可能精神更为集中，这样，他在数学研究中，或在数学的荣誉考试中就会获得更好的成绩。
“我认识这些人，但他们在学校里不会学到好的数学，他们做出成绩，不光是因为他们作为工程师是出色的，而且是因为他们在研究抽象数学中取得了更大进步。
“如果我们的实验课能帮助你们认识好的数学，使你们从焦虑中解放出来，那就达到了目的。因为这不光会使你未来的研究获得成功，而且还会证明对你们的健康有利。”
从以上的这几段话中，我们可以看到，麦克斯韦坚决反对机械的、应付差事式的、死板的教学实验，因为这种实验不但使人的大脑闲着，而且有害人的健康。相反，他极力主张创造性的、探索式的教学实验，认为只有通过这种实验，学生才会理解实验的目的，开拓新的探索领域，并对人的健康有利。
麦克斯韦对文化也很有兴趣。他认为科学能使人的生活革命化，所以不能忽视它。在文化生活中，科学是重要的组成部分。
“在这里，我们不保护文字上的和历史上的研究。我们承认，对人类的恰当的研究是人，科学的研究是从对人的研究中引申出来的，只有人与人之间建立一种理智的交往关系，把自己的一生奉献给真理的发现，科学探索的结果才会深深影响人的思维方式和语言方式。研究历史的学生往往忘记考虑历史的渊源，和努力去传播它们，正是它们在世界的一个时代和另一个时代之间产生出巨大的差别。”
麦克斯韦以上这一段对科学与人们生活的精辟议论发人深思。在他看来，“科学能使人的生活革命化”，这是什么意思呢？
只能认为科学技术的发展会使人的生活方式与思维方式发生巨大改变。这种改变是渐进的，不可抗拒的，人只能顺应它、推动它。科学技术观念的流行与一些虚伪荒唐观念的流行有本质上的区别。因为科学以事实为基础，它不是胡思乱想，即是说它可以得到验证。作为科学家应当承担起探索和传播科学知识的神圣职责。科学必须以人为本，在人与人之间建立起理智的交往关系，把自己的一生奉献给真理的探索，人的世界才会越来越美好。麦克斯韦对科学与人生的议论充满睿智的哲理，今天我们读起来，仍感到亲切和深刻。
麦克斯韦时代的伟大科学家们都是文化界的名人。他们都高度重视对国民的教育，因为他们认为人只有受到好的教育，才能成为真正的人。麦克斯韦一生的事迹都表现出对这种思想的认真实践。
教育，特别是对青年一代的教育是一个国家兴旺发达的根本，不能给自己的国民提供适当的好的各种教育，国民素质低下，这个民族是没有希望的。英国之所以能在历史上辉煌一时，成为“日不落之国”，尽管有各方面的原因，但从根本上看，是国家重视教育，不光是重视对国民劳动者生产技能的教育，更重要的是把他们教育成合格的市民——具有现代意识，爱国精神，会认知会做事，会与他人相处，会与他人合法竞争，总之会生存的现代人。只有一个民族中的大多数人具备了这种意识与精神，这个民族才能自立于世界民族之林。18和19世纪的英国教育是很发达的，特别是政府注意教育，名人起示范作用，所以大大提高了全体国民的素质。
实验室开始运转起来，围绕麦克斯韦形成了一个研究中心。不少有才能的人都汇聚到这里。比如，亚瑟·沙斯特（ArthurSchuster)，他放弃了曼彻斯特大学的工作来到了剑桥。希克斯(Hicks)是舍菲尔德大学的副校长。克利斯托尔(hrystal)是爱丁堡大学的力学教授。戈登(Gordon)是业余科学爱好者，弗莱明也辞去他在彻尔顿汉姆(Chehenham)学院的工作来到这里，后来他成为剑桥大学电工程师，发明了三极管。还有肖(Shaw)、波依亭(Poyting)等名人。