Grande parte do trabalho de Parkes foi desenvolvido na área metalúrgica, tendo sido um dos primeiros a propor a introdução de pequenas quantidades de fósforo em ligas metálicas, com o intuito de aumentar a sua resistência mecânica.

Outra das contribuições importantes de Parkes foi a descoberta do processo de vulcanização a frio (1841), um método para impermeabilizar tecidos através de uma solução de borracha e sulfureto de carbono. Foi também Parkes que produziu, a partir de nitrocelulose, o primeiro plástico da classe dos celulóides, chamado Parquesina (1855), material que patenteou como tecido para o fabrico de vestuário impermeável.

Uma das suas invenções mais significativas foi o método de extração de ouro e prata existentes em minérios de chumbo. Este procedimento, habitualmente designado por processo de Parkes (patenteado em 1850), envolve a adição de zinco ao minério de chumbo e posterior fusão desta mistura. O zinco fundido reage ligando-se à prata e ao ouro presentes no minério de chumbo. Estes compostos de zinco são mais leves do que o minério de chumbo e, por arrefecimento, formam uma crosta que pode ser facilmente removida do minério.