В этот период Айвс начал заниматься изобретательством. Первым его изобретением стала фототипия – получение полутоновых снимков с использованием желатинового светочувствительного слоя. В 1878 Айвс переехал в Филадельфию и в 1881 наладил на коммерческой основе выпуск пластинок для полутоновой печати. Разработал фотохромоскопическую систему цветной фотографии, которая позволяет получать изображения с идеальной передачей перспективы, формы и цвета, просматриваемые через специальный хромоскоп. К числу других важных изобретений Айвса относятся короткотубусный однообъективный бинокулярный микроскоп, универсальный колориметр, специальные дифракционные решетки для спектроскопов, множество изобретений, относящихся к цветной фотографии (включая съемку движущихся объектов с правильной передачей естественных цветов).