Изобрёл негативно-позитивный процесс, то есть способ получения на светочувствительном материале негативного изображения, с которого можно получить неограниченное число позитивных копий.
В 1835 году создал первый негатив, в качестве носителя изображения Тальбот использовал бумагу, пропитанную нитратом серебра и раствором соли. Он фотографировал окно своей библиотеки изнутри, камерой с оптической линзой, величиной всего 8 см.
В 1840 году открыл способ создания позитивной копии на солевой бумаге с бумажного негатива, с помощью которого можно создать любое количество последующих копий Эта технология соединяла в себе высокое качество и возможность копирования снимков (позитивы печатались на аналогичной бумаге). Тальбот назвал эту технологию «калотипией», а неофициально её окрестили «толботипией».
Его метод фактически создал современную фотографию, поскольку при использовавшейся прежде дагеротипии съёмка позволяла получать только одно, сразу позитивное изображение.
В 1841 году Тальбот зарегистрировал патент на негативно-позитивный способ создания фотоснимков. Для съёмки он использует йодо-серебряную бумагу, проявляет с помощью и нитрата серебра. Фиксирует с помощью тиосульфата натрия. Получившийся негатив он опускает в ёмкость с воском, который делает снимок прозрачным. После этого он накладывает прозрачный негатив на чистую йодо-серебряную бумагу, экспонирует и получает позитивную копию после проявления и фиксации.
