Ihned po absolvování Harvardu, on byl najat jako instruktor matematiky, a rok později se přestěhoval do Massachusetts Institute of Technology, aby se asistent profesora Fyziky. O dva roky později se stal profesorem fyziky. Během 10 let tam byl, vytvořil první fyzikální laboratoř v Americe, která byla navržena pro studenty, aby publikovali své vlastní poznatky a výzkum. Pickering pojmenoval tuto laboratoř Rogersovou laboratoří fyziky a prohlásil se za ředitele laboratoře. Později působil jako ředitel Harvard College Observatory (HCO) od 1877 do jeho smrti v roce 1919, kde udělal velký skok kupředu v získávání hvězdných spekter pomocí fotografie.

krátce po smrti vysokoškolského lékaře a amatérského astronoma Henryho Drapera se pro Pickeringa objevila příležitost. Draperova smrt zanechala neúplnost jeho práce studující astronomii pomocí fotografie. Draper neměl žádné děti, které by mohly pokračovat a dokončit jeho odkaz, takže jeho žena, Mary Anna Draper, plánoval dokončit svou práci. Pickering napsal dopis Paní Draperová „…modlete se vzpomenout si, že pokud bych v žádném případě poradit nebo pomoci, budu dělat ale trochu splatit Dr. Draper za přátelství, které jsem se vždycky cení, ale který nikdy nemůže být nahrazen.“Paní Draperová naléhavě odpověděla a brzy vysadila práci svého manžela do Pickeringu. Pickering dospěl k závěru, že Draper je použití fotografie v astronomii byl velmi slibný rozdíl od tradičního způsobu pozorování a záznamu pomocí jednoho oka přes nástroje. V roce 1884 byl publikován dokument o takových pozorováních s autorem “ The late Henry Draper.“Po obdržení kritiky od Dr. Williama Hugginse, přítele Dr. Drapera, začal Pickering najímat více asistentů, aby posílil Draperova zjištění. To následně také posílilo a přispělo k Pickeringovu harému.

V roce 1882 začal jeho odvolání pro mezinárodní pozorování proměnné hvězdy. To se setkalo s opozicí, ale nakonec takové spolupráce byl realizován v Proměnné Hvězdy Sekce Britské Astronomické Asociace a Americké Asociace Pozorovatelů Proměnných hvězd (AAVSO). Pickering měl dobrý vztah s AAVSO a obdržel Zlatý papírový nůž s drahými kameny.

V roce 1882, Pickering vyvinul metodu na fotografii spektra více hvězd současně tím, že velký hranol v přední části fotografické desky. Pomocí této metody zachytil Pickering a jeho tým snímky více než 220 000 hvězd. Toto obrovské množství fotografického výzkumu poskytlo vědcům po celá desetiletí zdánlivě nekonečnou knihovnu obsahující historii pohybů každé viditelné hvězdy. Říká se, že tento výzkum váží 120 tun kvůli velikosti fotografických desek.

také, spolu s Williamina Fleming a Annie Jump Cannon navržen tak, hvězdný systém klasifikace založený na abecední systém pro spektrální třídy, který byl nejprve známý jako Harvardské spektrální Klasifikace a stal se základem pro Henry Draper Catalog.

v roce 1896 publikoval Pickering pozorování dosud neznámých linií ve spektrech hvězdy ζ-Puppis. Tyto linie se staly známými jako série Pickering (nebo série Pickering–Fowler) a Pickering je připsal vodíku v roce 1897. Alfred Fowler dal stejné přiřazení podobným liniím, které pozoroval ve směsi vodík-helium v roce 1912. Analýza Niels Bohr zahrnuty v jeho ‚trilogii‘ o atomové struktury tvrdil, že spektrální čáry vznikl z ionizované helium, He+, a ne z vodíku. Fowler byl zpočátku skeptický, ale nakonec byl přesvědčen, že Bohr byl správný, a od roku 1915, „spectroscopists přešla definitivně na helium.“Bohrova teoretická práce na sérii Pickering prokázala potřebu“ přehodnocení problémů, které se zdály být již vyřešeny v klasických teoriích“, a poskytla důležité potvrzení jeho atomové teorie.

Pickering je připočítán za to, že Observatoř Harvard College je známá a respektovaná po celém světě a dnes je uznávanou observatoří a programem.

Pickering je HaremEdit

Harvard College Observatoře stávala premiéra observatoř na světě a s ní i poptávka po více asistentů. Tito asistenti byli rozhodující pro psaní poznámek, provádění výpočtů a provádění analýz. Vysokoškolsky vzdělané ženy z celé země nabídly práci pro Harvardskou Observatoř neplacené, aby získaly zkušenosti nebo dokud neprokážou svou hodnotu. Během této doby, Pickering rekrutoval 80 ženy pracovat pro něj, včetně Annie Jump Cannon, Henrietta Swan Leavitt, Antonia Maury, a Florence Cushman. Pro tak dokonalého vědce bylo velmi neobvyklé pracovat s tolika ženami, ale bylo řečeno, že „byl tak podrážděný neefektivitou svého mužského asistenta, že i jeho služebná mohla dělat lepší práci při kopírování a počítání“. Tyto ženy, Harvard Počítače (také popsal jako „Pickering Harému“ vědecká komunita v té době), učinil několik důležitých objevů v HCO. Leavitt je objev období-svítivost vztah pro Cefeidy, nakladatelství Pickering, by dokázal základ pro moderní chápání kosmologické vzdálenosti.

Pickeringovo zacházení se ženami bylo během jeho doby považováno za lepší než většina ostatních. Je pravda, že byly nedostatečně ve srovnání s jejich mužské protějšky a nebyly uvedeny úvěr téměř stejně často, ale jeho ochota zahrnout je do světa astronomie vydláždil cestu pro mnoho velkých ženy vědci a vůdci. Tento pomáhal k observatoři je financování prostřednictvím stipendií a veřejných zakázek žen včetně absolventy a profesory pomoc při vytváření Pickering Harému.