Основным направлением в науке для С. И. Вавилова были исследования в области физической оптики, в частности явления люминесценции.
Незадолго до начала войны, 30 мая 1941 года, на Общем собрании АН СССР С. И. Вавилов сделал доклад «Люминесцентные источники света», сопроводив его демонстрацией первых образцов люминесцентных ламп.
В дальнейшем, в послевоенные годы, при самом активном участии С. И. Вавилова началось их широкое промышленное производство.