Tesla llegó a Estados Unidos en 1884, y pronto comenzó a trabajar con el famoso inventor y magnate de los negocios, Thomas Edison. Los dos trabajaron juntos durante un breve período antes de separarse, debido a una relación científica y empresarial conflictiva, atribuida por los historiadores a sus personalidades increíblemente diferentes: mientras que Edison era una figura de poder que se centraba en el comercio y el éxito financiero, Tesla era un inventor comerciante fuera de sinfonía y algo vulnerable, pero extremadamente fundamental, que fue pionero en algunos de los inventos más importantes de la historia. Sus inventos incluyen la «bobina de tesla» desarrollada en 1891, y un sistema de corriente alterna de generadores, motos y transformadores; ambos inventos se utilizan ampliamente en la actualidad.
Sólo el sistema de corriente alterna (CA), Tesla tenía 40 patentes básicos de los Estados Unidos, que luego vendió a George Westinghouse, un ingeniero y hombre de negocios estadounidense que estaba decidido a abastecer al país con el sistema CA de Tesla. Lograría hacerlo no mucho después de comprar las patentes de Tesla. Por esta época, surgió un conflicto entre Tesla y Edison, ya que Edison estaba decidido a vender el sistema de corriente continua al país. Según la Tesla Memorial Society de Nueva York, Tesla-Westinghouse finalmente ganaron porque el sistema de Tesla era de «una tecnología superior», y «presentó un mayor progreso tanto para los Estados Unidos como para el mundo» a diferencia del sistema de CC de Edison. Fuera de las patentes del sistema CA, Tesla vendió muchos otros derechos de patentes a Westinghouse.
En la Exposición Mundial Colombina de 1893, celebrada en Chicago, Tesla realizó las demostraciones de su sistema CA, que pronto se convirtió en el sistema de alimentación estándar del siglo XX, y que ha seguido siendo el estándar mundial desde entonces. Dos años más tarde, en 1895, Tesla diseñó la primera central hidroeléctrica en las Cataratas del Niágara, una hazaña que tuvo mucha publicidad en todo el mundo.
En la década de los 90, casi una década más tarde de la invención de la «bobina de Tesla», Tesla comenzó a trabajar en su proyecto más ambicioso hasta la fecha: construir un sistema mundial de comunicaciones, mediante una gran torre de energía, para compartir información y abastecer al mundo con una electricidad gratuita. Sin embargo, el sistema nunca dio resultados; fracasó debido a las dificultades económicas, y Tesla no tuvo más opción que abandonar el laboratorio de Long Island, en Nueva York, donde albergaba su trabajo del proyecto de la torre, Wardenclyffe. En 1917, el lugar de Wardenclyffe fue vendido, y la torre de Tesla fue destruida.
«Es una historia muy, muy triste», dijo Larry Page, cofundador de Google, sobre Tesla en una entrevista para la revista Forbes, en el 2008. «[Tesla] no pudo comercializar nada. Apenas y pudo financiar su propia investigación».
Además de su sistema CA, de los proyectos de la bobina y de la torre, a lo largo de su carrera, Tesla también descubrió, diseñó y desarrollo ideas de una serie de inventos importantes, la mayoría fueron oficialmente patentados por otros inventores, incluyendo las dínamos (generadores eléctricos similares a las baterías) y el motor de inducción. También fue pionero en el descubrimiento de la tecnología de radar, de los rayos X y del campo magnético giratorio, la base de la mayoría de las máquinas de CA. Sin embargo, Tesla no estuvo exento de sus principales defectos, pues apoyó el uso del control demográfico a través de la eugenesia y de la esterilización forzada.