Studiò anche le illusioni ottiche. Inventò l'illusione di Zollner, in cui linee parallele appaiono diagonali. Con un fotometro di sua invenzione diede la prima misura della magnitudine apparente del Sole, nel 1867. Effettuò la misura attenuando con polarizzatori la luce del Sole per confrontarla con quella di una lampada di riferimento, che di notte attenuava a sua volta per confrontarla con la stella Capella. La sua misura (-26,66) è straordinariamente buona, se si considera che il valore moderno è -26,74.
