公元1924年发现恒星的质量－光度关系。认为很大质量的星体由于辐射压超过引力收缩，故不能存在。
分辨出仙女座大星云和其他几个旋涡状星系的边缘为一个个恒星，揭示了河外星云的本质，并发现仙女座大星云的外层旋臂上有造父变星，利用它测定了这个星云的距离。
发现恒星运动的不对称性现象。
公元1925年提出河外星系的形态分类法。
首次提出银河系由许多次系合成的观点。
建立疏散星团的分类法。
发现天狼伴星光谱线的引力红移，证实白矮星上存在高密度物质。
确定行星状星云光谱中的特殊发射线是在密度非常稀薄状态下氧两次电离所产生的禁线，从而否定了新元素存在的推测。
公元1926年提出造父变星光变的脉动理论。
第一次国际经度联测。
公元1927年提出球状星团的分类法。
发现银河系的自转并算出太阳绕银心转动的速度和银河系的总质量。
首次发现恒星的自转。
发明石英钟，后人用作标准时间，证实地球自转有起伏。
明确提出用地球自转的不均匀性，以解释月球运动的某些偏差。
公元1929年提出关于天体起源的引力不稳定理论。
发现星系发光度和其谱线红移之间的关系，说明来自星云的光呈现谱线红移，其数值和星云距离成正比。
公元1930年根据行星运动的摄动理论计算，发现冥王星，是万有引力的又一验证。
发明“日冕仪”，解决非日全食时观测日冕的困难。
发明折反射望远镜。
发现亚巨星和亚矮星。