Основные работы Габера относятся к электрохимии и термодинамике газофазных реакций. В 1904–1905 ученый, исследуя состояния равновесия аммиака, показал возможность его синтеза, в 1907–1909 сконструировал небольшой аппарат для получения этого продукта, в 1910–1915 осуществил каталитический синтез аммиака. Эта работа позволила разрешить давнюю проблему фиксации связанного азота и получения азотных удобрений. Кроме того, отпала необходимость в экспорте селитры (Германия ввозила ее из Чили), необходимой для производства взрывчатых веществ. В 1913 был введен в строй первый завод по производству синтетического аммиака в Оппау. В этот период в концерне «Баденские анилиновые красители и содовые заводы» были созданы смешанные катализаторы синтеза аммиака, позволившие многократно ускорить процесс и не проводить его, как раньше, при высоких температуре и давлении. Одной из последних разработок Габера стал поиск способа получения золота из морской воды. Умер Габер в Базеле 29 января 1934.