Более всего известен благодаря изобретению одной из систем электронного телевидения - «диссектора». Впоследствии диссектор не выдержал конкуренции с «иконоскопом» Семёна Катаева и Владимира Зворыкина.
В дальнейшем Фило Фарнсуорт работал над разработкой систем управления ракетами и управления ядерным синтезом. В конце жизни он изобрёл небольшой термоядерный реактор, известный также как фузор.