1865 experimentierte Hughes mit einem Telefon vom Erfinders Philipp Reis. Sein Fernsprecher gilt als erstes funktionierendes Gerät zur Übertragung von Sprache über elektrische Leitungen. Auch Hughes konnte mit dem Apparat gute Ergebnisse erreichen.
Weitere physikalische Experimente und Studien brachten ihn 1878 dazu, ein verbessertes Kohlemikrofon in der Öffentlichkeit vorzustellen. Es handelte sich hierbei um die erfolgreiche Weiterführung von den Experimenten von Thomas Alva Edison (1877 neuer Telephongeber, "Kohlen-Telephon), R. Lüdtke und Emil Berliner. Angeblich war sein erstes Kohlemikrofon derart empfindlich, dass man das Laufen einer Fliege hören konnte. Hughes verzichtete auf eine Patentierung und stellte sein Mikrofon zur allgemeinen freien Verfügung.
