După instalarea cu succes a cablului transatlantic, Thomson a devenit partener în două firme de consultanță în inginerie, care au jucat un rol major în planificarea și construirea cablurilor submarine în timpul erei frenetice de expansiune care a dus la crearea unei rețele globale de comunicații telegrafice. Thomson a devenit un om bogat care și-a putut permite un iaht de 126 de tone și o proprietate baronală.
Interesele lui Thomson în domeniul științei au inclus nu numai electricitatea, magnetismul, termodinamica și hidrodinamica, ci și întrebări geofizice despre maree, forma Pământului, electricitatea atmosferică, studiile termice ale solului, rotația Pământului și geomagnetismul. De asemenea, a intrat în controversa legată de teoria evoluției a lui Charles Darwin. Thomson s-a opus lui Darwin, rămânând „de partea îngerilor.”
Thomson a contestat opiniile privind schimbările geologice și biologice ale primilor uniformiști, inclusiv ale lui Darwin, care susțineau că Pământul și viața sa au evoluat de-a lungul unui număr incalculabil de ani, timp în care forțele naturii au funcționat întotdeauna ca în prezent. Pe baza teoriei termodinamice și a studiilor lui Fourier, Thomson a estimat, în 1862, că în urmă cu mai mult de un milion de ani căldura Soarelui și temperatura Pământului trebuie să fi fost considerabil mai mari și că aceste condiții au produs furtuni violente și inundații și un tip de vegetație complet diferit. Opiniile sale, publicate în 1868, i-au înfuriat în mod deosebit pe susținătorii lui Darwin. Thomas Henry Huxley i-a răspuns lui Thomson în discursul de aniversare din 1869 al președintelui Societății Geologice din Londra. Speculațiile lui Thomson cu privire la vârsta Pământului și a Soarelui au fost inexacte, dar a reușit să insiste asupra afirmației sale că teoria biologică și geologică trebuie să se conformeze teoriilor bine stabilite ale fizicii.
Într-o serie de prelegeri din 1884 de la Universitatea Johns Hopkins despre starea cunoașterii științifice, Thomson s-a întrebat cu voce tare despre eșecurile teoriei ondulatorii a luminii de a explica anumite fenomene. Interesul său pentru mare, stârnit la bordul iahtului său, Lalla Rookh, a dus la o serie de brevete: o busolă care a fost adoptată de Amiralitatea britanică; o formă de calculator analogic pentru măsurarea mareelor într-un port și pentru calcularea tabelelor de maree pentru orice oră, trecută sau viitoare; și echipamente de sondare. A înființat o companie pentru a fabrica aceste articole și o serie de dispozitive electrice de măsurare. Ca și tatăl său, a publicat un manual, Treatise on Natural Philosophy (1867), o lucrare de fizică scrisă împreună cu Tait, care a contribuit la formarea gândirii unei generații de fizicieni.
Se spune că Thomson avea dreptul la mai multe litere după numele său decât orice alt om din Commonwealth. A primit diplome onorifice de la universități din întreaga lume și a fost lăudat de societăți de inginerie și organizații științifice. A fost ales membru al Societății Regale în 1851 și a ocupat funcția de președinte al acesteia între 1890 și 1895. A publicat mai mult de 600 de lucrări și a primit zeci de brevete. A murit la moșia sa din Scoția și a fost înmormântat în Westminster Abbey, Londra.
.