Пытаясь спровоцировать появление тех или иных эмоций, Кеннон выяснил, что физические проявления, вызванные искусственно, не всегда влекут за собой появление соответствующих эмоций. На основе этих экспериментов он сделал вывод, что возникновение эмоций происходит вследствие реакции центральной нервной системы, в частности — таламуса. Таким образом, он вывел новую схему, отличную от концепции Джемса—Ланге, по которой возникновение эмоций и соответствующих физиологических изменений выглядит следующим образом: раздражитель — возбуждение та-ламуса — эмоция — физиологические изменения.
Немного позже П. Бард дополнил эту концепцию, показав, что эмоции и соответствующие им физиологические проявления возникают практически одновременно. В результате, она получила название теории Кеннона—Барда.
В 1920-х гг. У. Кеннон разработал теорию гомеостаза — постоянства внутренней среды организма. Он определил, что это постоянство поддерживается за счет саморегуляции, то есть организм сам заботится о постоянном поддержании условий, приспосабливаясь к изменяющейся внешней среде. Сначала ученый изложил это учение в физиологических и медицинских журналах, предназначенных для узкого научного круга. Однако несколько позже Кеннон выпустил книгу «Мудрость тела», где изложил весь материал простым языком, доступным любому читателю. Это вызвало подъем общественного интереса к физиологии. В этой книге ученый не просто объяснил свою теорию, но и показал'обширные возможности применения ее в различных областях науки, в частности в социологии для стабилизации общественных отношений и в экономике для упрочения экономической системы.
Кенноновская концепция гомеостаза была воспринята многими направлениями психологии и использована для объяснения взаимодействия индивида с окружающей средой. Так, например, нео-бихевиористы видели причину закрепления новой двигательной реакции в освобождении организма от потребности, нарушившей его гомеостаз. В концепции Ж. Пиаже говорилось, что интеллектуальное и психическое развитие происходит в процессе взаимодействия организма со средой, а гештальтпсихологи исходили из того, что психическая система при нарушении соотношений между ее элементами стремится к восстановлению равновесия. Концепция гомеостаза использовалась и в теории поля Курта Левина, считавшего, что возникновение мотивации связано с неравновесием в системе психических функций. Кроме того, резонанс, вызванный теорией Кеннона, ускорил появление идей гуманистической психологии.
Популярность теории гомеостаза обусловила всемирную известность Кеннона. Огромное количество университетов — Гарвардский, Йельский, Вашингтонский, Бостонский, Парижский, Мадридский, Страсбургский и Барселонский — сделали его своим почетным доктором.
У. Кеннон занимался и другими проблемами физиологии и психологии, в частности он уделил внимание изучению особого состояния — инсайта, т.е. творческого озарения. Описывая это состояние, он отмечал, что оно зачастую возникает во сне. В качестве примера он приводил не только известные факты инсайта у многих европейских композиторов и ученых, но и свои детские воспоминания, когда он, пытаясь сделать себе сложную игрушку, только во сне понимал, как это возможно.
После нескольких десятилетий работы в лаборатории У.