L’un des principaux travaux de Mayo fut l’enquête qu’il effectua dans les ateliers de la "Western Electric" de Hawthorne, une usine de fabrication de téléphone.

A l’état initial le travail était minutieux, monotone et répétitif. Il était confié à une main-d'oeuvre essentiellement féminine et s'effectuait dans de grandes salles impersonnelles, occupées par des rangées de tables dans une disposition régulière.

La première idée de MAYO fut de constituer un groupe test qu'il plaça dans un atelier à part, afin de vérifier si des conditions de travail différentes influencent la productivité. Il fit varier certaines conditions matérielles du travail (éclairage par exemple) et enregistrait les résultats. Le groupe témoin restait dans les conditions habituelles et servait de référence.

Il apparut que l'amélioration des conditions matérielles du groupe test avait tendance à faire progresser la productivité. Paradoxalement la suppression de ces conditions améliorées (diminution des horaires, droit de parler pendant le travail, repas gratuit) ne compromettait pas la productivité, qui augmentait même dans certains cas.

Il rechercha les raisons de cette anomalie en menant des interviews, qui conduisirent à la conclusion que les exécutants travaillent mieux quand on s'occupe d'eux. Que l'encadrement améliore ou dégrade les conditions matérielles était secondaire, l'important pour le groupe test était d'avoir une existence reconnue. Par ailleurs, les chercheurs de l'équipe Mayo, constamment présents dans l'atelier comme observateurs, avaient su entretenir de "bonnes relations" avec le personnel et ce climat plus chaleureux avait des répercussions positives sur la productivité. Ce fut la découverte de l'importance des phénomènes affectifs, du besoin d'appartenance et d'estime.

L’équipe d’Elton Mayo mis, en plus, en évidence les effets positifs du travail en groupe. Les groupes observés étaient devenus homogènes et avaient leur propre logique de fonctionnement. La satisfaction au travail, et par conséquent l’évolution de la production, était aussi associée à la nouvelle forme d’organisation sociale du travail plutôt qu'à l'organisation en elle-même.

Ainsi, Mayo explique les changements intervenus pendant ses expériences à Hawthorne à travers six variables psychosociologiques.

­ Le commandement : le dialogue concernant leurs conditions de vie et de travail a permis de passer d'un style autoritaire à un style plus participatif qui a amené une attitude plus confiante envers l'encadrement.
­ Le statut social : ces ouvrières, du fait du rôle qu'on leur a demandé de jouer, ont pris conscience de leur importance. En étant traitées en adulte, on a fait appel à leur intelligence.
­ La cohésion de groupe : l'entente, l'amitié dans l'équipe, le plaisir d'être ensemble, ce que le travail à la chaîne ne peut pas permettre.
­ Les objectifs du groupe : il était motivé pour participer à cette recherche et avait le sentiment de son utilité sociale.
­ Le leadership informel : les dialogues intragroupes au sujet de l'organisation interne au groupe avait donné naissance à un processus d'influence très marqué, en dehors de tout grade.
­ Le sentiment de la sécurité de son emploi : qui était meilleur pour les membres de ce groupe que pour l'ensemble du personnel de l'entreprise dans une période de crise économique.