Przyrząd do pomiaru promieniowania umożliwił weryfikowanie procedur selekcjonowania czynnika promieniotwórczego z blendy smolistej. Maria wraz z Piotrem Curie podjęli żmudne badania, polegające na wyizolowaniu tych związków z rudy uranowej na drodze reakcji chemicznych, odkryła i wydzieliła dwa pierwiastki. 18 lipca 1898 r. ogłosili odkrycie polonu (symbol Po, liczba atomowa 84), a 26 grudnia 1898 r. wspólnie z Gustawem Bémontem donieśli o odkryciu radu (symbol Ra, liczba atomowa 88), który był wielokrotnie bardziej radioaktywny od uranu. Wydzielenie mierzalnych ilości nowego pierwiastka było wymagane, aby określić jego właściwości oraz otrzymać widmo emisyjne, co było niezbędne do zgłoszenia tego pierwiastka jako nowego.
Ernest Rutherford i dalsze odkrycia Odkrycia nowych pierwiastków, oraz informacja o bardzo silnej promieniotwórczości radu na nowo zainteresowały badaczy promieniowaniem. Wyodrębnienie radu umożliwiło dokładniejsze zbadanie zależności ilościowych emisji energii od ilości pierwiastka promieniotwórczego w próbce.
16 października 1899 roku na posiedzeniu Akademii Nauk André Debierne ogłasza odkrycie aktynu, kolejnego pierwiastka promieniotwórczego.
w 1900 r. stwierdza, że promieniowanie radu może niszczyć tkanki biologiczne.