Penelitian utama Erlanger melibatkanelektrofisiologi dan fisiologisistem peredaran darah. Pada1922, Erlanger danHerbert Gasser bisa menganalisis reaksi listrik antaraserabut saraf dengan memperkerassaraf denganosiloskopsinar katode. Pada1932, kedua lelaki itu mengilustrasikan bahwa serabut yang berbeda menimbulkan ukuran panjang gelombang atauimpuls yang berbeda. Serabut saraf mengirimkan impuls di berbagai tingkat, tergantung pada ketebalan serabut.
Ia dianugerahiPenghargaan Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran pada1944, bersama dengan Herbert Gasser, atas penemuan mereka mengenai macam-macam serabut saraf yang berbeda. Mereka menunjukkan bahwa serabut bisa memiliki fungsi yang berbeda, malahan dalam tali saraf yang sama.