Après la proposition de la structure du benzène par Kekulé en 1865, il suggère l'hypothèse de valence partielle pour expliquer les réactivités particulières des liaisons carbone-carbone doubles et triples.
En 1899, il est nommé directeur de la chimie organique à l'académie des sciences bavaroise de Munich (Bayerische Akademie der Wissenschaften). Il découvre alors la condensation des cétones et des aldéhydes avec le cyclopentadiène pour conduire aux fulvènes.
Emil Knoevenagel: Thiele’s Theorie der Partialvalenzen im Lichte der Stereochemie. In: Justus Liebigs Annalen der Chemie. Band 311–312, Leipzig 1900, S. 241–255.
Ferdinand Heinrich: Thieles Hypothese von den Partialvalenzen. In: Theorien der organischen Chemie. Friedrich Vieweg & Sohn Verlag, Braunschweig 1912, S. 34–82.
